JP2014203006A - Optical coating film, method for producing the same, and antireflection film - Google Patents

Optical coating film, method for producing the same, and antireflection film Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical coating film capable of maintaining an antireflection characteristic for a long period of time under a high humidity environment.SOLUTION: There is provided the optical coating film which comprises a coating film formed on a base material. The coating film includes voids (X) each of which has a major axis (L) and minor axis perpendicular to the major axis, an average of the major axis (L) and the maximum minor axis (D): ((L+D)/2) being 20 nm or more and the major axis (L) and minor axis (D) of the voids satisfying 1<L/D. The voids (X) are not in contact with the base material at a boundary with the base material.

Description

本発明は、光学塗膜、光学塗膜の製造方法、及び反射防止膜に関する。   The present invention relates to an optical coating film, a method for producing an optical coating film, and an antireflection film.

従来、光学塗膜である反射防止膜の多くは、塗膜を形成する第1の工程と、当該塗膜中に空隙を形成させる第2の工程とによって製造されている。このように、塗膜を形成した後、塗膜中に空隙を形成することにより、反射防止膜は、その塗膜屈折率を低下させ、反射率を低下させている。   Conventionally, many of the antireflection films, which are optical coating films, are manufactured by a first process for forming a coating film and a second process for forming voids in the coating film. Thus, after forming a coating film, the antireflection film reduces the refractive index of the coating film and decreases the reflectance by forming voids in the coating film.

例えば、特許文献1〜4においては、多孔起因剤を用いて塗膜中に空隙を導入した多孔体が開示されている。   For example, Patent Documents 1 to 4 disclose a porous body in which voids are introduced into a coating film using a pore-causing agent.

また特許文献5〜7においては、多孔起因材を塗膜から抽出することが不要な低屈折率の多孔体を成膜する方法として、鎖状の金属酸化物を含有する塗布液を用いて多孔体を成膜する方法が開示されている。   Further, in Patent Documents 5 to 7, as a method of forming a low refractive index porous body that does not require extraction of the porous material from the coating film, a porous coating solution containing a chain metal oxide is used. A method for depositing a body is disclosed.

さらに、特許文献8及び10においては、鎖状のシリカゾル及び球状微粒子を含有する塗布液を用いて得られた、耐擦傷性に優れた反射防止膜が開示されている。   Further, Patent Documents 8 and 10 disclose an antireflection film having excellent scratch resistance obtained by using a coating liquid containing a chain silica sol and spherical fine particles.

さらにまた、特許文献9においては、機械的強度、透明性、耐候性、耐薬品性、光学特性、防汚性、防曇性、及び帯電防止性等に優れた水性高分子分散体を用いた塗膜が開示されている。   Furthermore, in Patent Document 9, an aqueous polymer dispersion excellent in mechanical strength, transparency, weather resistance, chemical resistance, optical properties, antifouling property, antifogging property, antistatic property and the like was used. A coating is disclosed.

またさらに、特許文献11においては、防汚性能に優れたコーティング組成物が記載されている。   Furthermore, Patent Document 11 describes a coating composition having excellent antifouling performance.

特開平01−312501号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 01-31501 特開平07−140303号公報Japanese Patent Laid-Open No. 07-140303 特開平03−199043号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-199043 特開平11−035313号公報JP-A-11-035313 特開2001−188104号公報JP 2001-188104 A 特開平11−061043号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-061043 特開平11−292568号公報JP 11-292568 A 特開2005−10470号公報JP 2005-10470 A 国際公開第2007/069596号パンフレットInternational Publication No. 2007/069596 Pamphlet 特表2011−530401号公報Special table 2011-530401 gazette 国際公開第2010/104146号パンフレットInternational Publication No. 2010/104146 Pamphlet

しかしながら、特許文献1〜4に開示されている技術においては、空隙の形成に用いた多孔起因剤を抽出工程で除去する際に、膜が膨潤してしまい、空隙の外観不良や膜剥離を起こすという問題や、成膜工程が煩雑であるという問題を有している。
また、特許文献5〜7に開示されている方法で得られた多孔体は、機械的強度に乏しいという問題を有している。さらに、特許文献8及び10に開示されている反射防止膜は、耐候性に改善の余地があるという問題を有している。さらにまた、特許文献9に開示されている塗膜は、反射防止特性に改善の余地があるという問題を有している。またさらに、特許文献11に開示されているコーティング組成物は、反射防止特性に改善の余地があるという問題を有している。
However, in the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 4, when the porous causative agent used for forming the voids is removed in the extraction step, the film swells, causing poor appearance of the voids and film peeling. And the problem that the film forming process is complicated.
Moreover, the porous body obtained by the method currently disclosed by patent documents 5-7 has the problem that mechanical strength is scarce. Furthermore, the antireflection films disclosed in Patent Documents 8 and 10 have a problem that there is room for improvement in weather resistance. Furthermore, the coating film disclosed in Patent Document 9 has a problem that there is room for improvement in antireflection properties. Furthermore, the coating composition disclosed in Patent Document 11 has a problem that there is room for improvement in antireflection properties.

一般的に、ガラスを基材とする反射防止膜は、多湿環境下でガラス内部からアルカリ成分が溶出することが知られており、長期間の環境暴露において、この溶出物が反射防止膜の空隙に侵入し、反射防止効果を低下させるといった、耐候性不足の問題を有している。   In general, it is known that an antireflection film based on glass elutes alkali components from the inside of the glass in a humid environment. And has a problem of insufficient weather resistance such as lowering the antireflection effect.

そこで本発明においては、上述した従来技術の問題点に鑑み、多湿環境下においても優れた反射防止特性を維持できる光学塗膜を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems of the prior art, an object of the present invention is to provide an optical coating film that can maintain excellent antireflection characteristics even in a humid environment.

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、内部に空隙を有する光学塗膜において、空隙(X)の長径(L)とそれと直交する短径の最大値(D)の平均値(平均空隙サイズ)、空隙(X)の長径(L)と短径(D)との比率(L/D)、及び空隙(X)と基材界面との状態を特定することにより、多湿環境下で反射防止特性を長期間維持できる光学塗膜が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that in the optical coating film having voids inside, the average value of the major axis (L) of the void (X) and the maximum value (D) of the minor axis perpendicular thereto By specifying the (average void size), the ratio (L / D) of the major axis (L) and minor axis (D) of the void (X), and the state between the void (X) and the substrate interface, a humid environment The inventors have found that an optical coating film capable of maintaining antireflection characteristics for a long period of time is obtained, and have completed the present invention.
That is, the present invention is as follows.

〔1〕
基材上に形成された塗膜よりなる光学塗膜であって、
前記塗膜中には、長径(L)とそれと直交する短径の最大値(D)の平均値:((L+D)/2)が、20nm以上の空隙(X)を有し、
前記空隙(X)の長径(L)と短径(D)とが1<L/Dであり、
前記空隙(X)が前記基材との界面において、当該基材と非接触である光学塗膜。
〔2〕
前記空隙(X)の周囲に前記平均空隙サイズが20nm未満の空隙(Y)を、さらに有する、前記〔1〕に記載の光学塗膜。
〔3〕
前記光学塗膜が、金属酸化物(A)及び重合体エマルジョン粒子(B)を含むコーティング組成物を塗布し、乾燥して形成される光学塗膜の前駆体を、600℃以上の温度で焼結することにより形成されたものである、前記〔1〕又は〔2〕に記載の光学塗膜。
〔4〕
前記重合体エマルジョン粒子(B)が、コア/シェル層構造からなる粒子であり、
前記重合体エマルジョン粒子(B)は、加水分解性珪素化合物(b1)と、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)とを、重合体単量体として含み、
前記コア層中における、加水分解性官能基を3個以上含む加水分解性珪素化合物(b1−3)の割合が、前記2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)と前記加水分解性珪素化合物(b1)との合計量に対する質量比率で、
(b1−3)/((b1)+(b2))≧0.20である、前記〔1〕乃至〔3〕のいずれか一に記載の光学塗膜。
〔5〕
前記重合体エマルジョン粒子(B)が、コア/シェル層構造からなる粒子であり、
前記重合体エマルジョン粒子(B)は、加水分解性珪素化合物(b1)と、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)とを、重合単量体として含み、
前記シェル層中における、加水分解性官能基を3個以上含む加水分解性珪素化合物(b1−3)の割合が、前記2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)と前記加水分解性珪素化合物(b1)との合計量に対する質量比率で、
0.01<(b1−3)/((b1)+(b2))<0.20
である、前記〔1〕乃至〔4〕のいずれか一に記載の光学塗膜。
〔6〕
金属酸化物(A)と重合体エマルジョン粒子(B)とを含むコーティング組成物を塗布し、乾燥して、光学塗膜の前駆体を形成する工程と、
前記前駆体を500℃以上の温度で焼結し、光学塗膜を形成する工程と、
を有する、光学塗膜の製造方法。
〔7〕
前記光学塗膜が反射防止膜である、前記〔1〕乃至〔5〕のいずれか一に記載の光学塗膜。
〔8〕
前記〔7〕に記載の反射防止膜を含む太陽電池用ガラス。
〔9〕
前記〔7〕に記載の反射防止膜を含む太陽電池モジュール。
〔10〕
前記〔7〕に記載の反射防止膜を含む太陽電池用集光レンズ。
[1]
An optical coating consisting of a coating formed on a substrate,
In the coating film, the average value of the major axis (L) and the maximum value of the minor axis perpendicular to it (D): ((L + D) / 2) has a gap (X) of 20 nm or more,
The major axis (L) and minor axis (D) of the void (X) are 1 <L / D,
An optical coating film in which the gap (X) is not in contact with the base material at the interface with the base material.
[2]
The optical coating film according to [1], further including a void (Y) having an average void size of less than 20 nm around the void (X).
[3]
The optical coating film is formed by applying a coating composition containing a metal oxide (A) and polymer emulsion particles (B) and drying the precursor of the optical coating film at a temperature of 600 ° C. or higher. The optical coating film according to [1] or [2], which is formed by bonding.
[4]
The polymer emulsion particles (B) are particles having a core / shell layer structure,
The polymer emulsion particles (B) include a hydrolyzable silicon compound (b1) and a vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group as a polymer monomer,
The ratio of the hydrolyzable silicon compound (b1-3) containing 3 or more hydrolyzable functional groups in the core layer is such that the vinyl monomer (b2) having the secondary and / or tertiary amide group In a mass ratio to the total amount with the hydrolyzable silicon compound (b1),
The optical coating film according to any one of [1] to [3], wherein (b1-3) / ((b1) + (b2)) ≧ 0.20.
[5]
The polymer emulsion particles (B) are particles having a core / shell layer structure,
The polymer emulsion particles (B) include a hydrolyzable silicon compound (b1) and a vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group as a polymerization monomer,
The ratio of the hydrolyzable silicon compound (b1-3) containing three or more hydrolyzable functional groups in the shell layer is such that the vinyl monomer (b2) having the secondary and / or tertiary amide group has In a mass ratio to the total amount with the hydrolyzable silicon compound (b1),
0.01 <(b1-3) / ((b1) + (b2)) <0.20
The optical coating film according to any one of [1] to [4].
[6]
Applying a coating composition comprising a metal oxide (A) and polymer emulsion particles (B) and drying to form a precursor of an optical coating;
Sintering the precursor at a temperature of 500 ° C. or higher to form an optical coating;
A method for producing an optical coating film comprising:
[7]
The optical coating film according to any one of [1] to [5], wherein the optical coating film is an antireflection film.
[8]
Glass for solar cells, comprising the antireflection film according to [7].
[9]
A solar cell module comprising the antireflection film according to [7].
[10]
A condensing lens for a solar cell comprising the antireflection film according to [7].

本発明によれば、多湿環境下で反射防止特性を長期間維持できる光学塗膜が得られる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical coating film which can maintain an antireflection characteristic for a long period of time in a humid environment is obtained.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」と言う。)について、詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜変形して実施できる。   Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. The following embodiments are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents. The present invention can be appropriately modified within the scope of the gist.

〔光学塗膜〕
本実施形態の光学塗膜は、所定の基材上に形成されている塗膜よりなり、当該塗膜中には、長径(L)とそれと直交する短径の最大値(D)の平均値(以下、平均空隙サイズと記載する。):((L+D)/2)が、20nm以上の空隙(X)を有する。
また、前記空隙(X)の長径(L)と短径(D)とが、1<L/Dである。
前記空隙(X)が前記基材との界面において、当該基材と非接触である。
[Optical coating]
The optical coating film of the present embodiment is composed of a coating film formed on a predetermined substrate, and in the coating film, the average value of the major axis (L) and the maximum value (D) of the minor axis perpendicular thereto. (Hereinafter, described as the average void size): ((L + D) / 2) has voids (X) of 20 nm or more.
The major axis (L) and minor axis (D) of the gap (X) satisfy 1 <L / D.
The gap (X) is not in contact with the base material at the interface with the base material.

(基材)
本実施形態の光学塗膜は、所定の基材上に形成されている塗膜よりなる。
基材は、本実施形態の光学塗膜の用途に応じて、種々選択可能である。
例えば、合成樹脂、天然樹脂等の有機基材、ガラス等の無機基材や、それらの組み合わせがいずれも適用でき、具体的には、太陽電池用の部材(ガラス、及びモジュール等)、太陽電池用集光レンズ、光電池、液晶ディスプレイ、メガネ、窓ガラス、テレビ等、光透過性の向上及び/又は映り込みの防止を必要としている各種の部材が挙げられる。
その他、太陽光発電用保護材、集光型太陽光発電用ミラー、太陽熱発電用ミラー、太陽熱発電用集光ガラス、建築物、鋼構造物、建材、モルタル、コンクリート、プラスチック、自動車等も基材として挙げられる。
(Base material)
The optical coating film of this embodiment consists of a coating film formed on a predetermined substrate.
The substrate can be variously selected according to the use of the optical coating film of the present embodiment.
For example, organic base materials such as synthetic resins and natural resins, inorganic base materials such as glass, and combinations thereof can be applied. Specifically, solar cell members (glass, modules, etc.), solar cells Various members that require improved light transmission and / or prevention of reflection, such as a light collecting lens, a photovoltaic cell, a liquid crystal display, glasses, a window glass, and a television.
Other protective materials for solar power generation, concentrating solar power generation mirrors, solar power generation mirrors, condensing glass for solar power generation, buildings, steel structures, building materials, mortar, concrete, plastic, automobiles, etc. As mentioned.

(塗膜)
本実施形態の光学塗膜は、当該塗膜中に空隙(X)を有している。前記空隙(X)は、長径(L)とそれと直交する短径の最大値(D)(以下、単に短径(D)と記載する場合がある。)との平均値(平均空隙サイズ):((L+D)/2)が、20nm以上である。
前記空隙(X)の平均空隙サイズが20nm以上であることにより高い反射防止の効果が得られる。前記空隙(X)の平均空隙サイズは、30nm以上であることが好ましく、40nm以上であることがより好ましい。
ここで、「短径の最大値」とは、空隙の長径(X)に直交する径が複数ある場合、それらの中で最大のものを言う。
なお、前記平均空隙サイズは、窒素吸着法から求めた細孔分布の平均値、細孔容積、平均細孔径から求めた平均空隙サイズ、電子顕微鏡で直接観察された空隙の最大径、あるいは球状粒子が細密充填した場合の最大空隙径の計算値等から求めることができる。具体的には、後述する実施例に記載する方法により求めることができる。
前記空隙(X)の平均空隙サイズを、20nm以上に制御するための方法としては、空隙形成材として用いる後述する重合体エマルジョン粒子(B)の組成制御を行う方法や、焼結温度、昇温速度の制御を行う方法等が挙げられる。
(Coating)
The optical coating film of this embodiment has a gap (X) in the coating film. The void (X) is an average value (average void size) of the major axis (L) and the maximum value (D) of the minor axis perpendicular to the major axis (L) (hereinafter sometimes simply referred to as minor axis (D)): ((L + D) / 2) is 20 nm or more.
When the average gap size of the gap (X) is 20 nm or more, a high antireflection effect can be obtained. The average gap size of the gap (X) is preferably 30 nm or more, and more preferably 40 nm or more.
Here, “the maximum value of the short diameter” refers to the maximum value among them when there are a plurality of diameters orthogonal to the long diameter (X) of the air gap.
The average void size is the average value of pore distribution obtained from the nitrogen adsorption method, the pore volume, the average void size obtained from the average pore diameter, the maximum void diameter directly observed with an electron microscope, or spherical particles Can be obtained from the calculated value of the maximum void diameter in the case of dense packing. Specifically, it can be determined by the method described in Examples described later.
As a method for controlling the average void size of the voids (X) to 20 nm or more, a method for controlling the composition of the polymer emulsion particles (B) to be described later used as a void forming material, a sintering temperature, a temperature rise, etc. Examples include a method for controlling the speed.

本実施形態の光学塗膜において、前記空隙(X)の長径(L)と、前記短径(D)とは、1<L/Dの関係を有している。これにより、塗膜強度の効果が得られる。
前記L/Dは1.2以上であることが好ましく、1.4以上であることがより好ましい。
前記空隙(X)の長径(L)と、短径(D)との比率を1<L/Dに制御する方法としては、後述する重合体エマルジョン粒子(B)の架橋度を制御する方法が挙げられる。
In the optical coating film of the present embodiment, the major axis (L) of the gap (X) and the minor axis (D) have a relationship of 1 <L / D. Thereby, the effect of coating film strength is obtained.
The L / D is preferably 1.2 or more, and more preferably 1.4 or more.
As a method of controlling the ratio of the major axis (L) and the minor axis (D) of the void (X) to 1 <L / D, there is a method of controlling the degree of crosslinking of the polymer emulsion particles (B) described later. Can be mentioned.

本実施形態の光学塗膜は、前記平均空隙サイズが20nm未満の空隙(Y)をさらに有していることが好ましい。これにより、塗膜強度を向上させる効果が得られる。
また、空隙(Y)は、前記空隙(X)の周囲に有することが好ましい。ここで「周囲」とは、空隙(X)の表面に直接接触しているか、あるいは化学的に相互作用ができる程度の距離に存在することを意味し、これにより、塗膜強度の向上効果が得られる。
空隙(Y)の平均空隙サイズは、10nm以下であることが好ましく、5nm未満であることがより好ましい。
空隙(Y)を空隙(X)の周囲に形成し、かつ空隙(Y)の平均空隙サイズを10nm以下に制御する方法としては、後述する金属酸化物(A)の粒子径や、後述する加水分解性珪素化合物(C)の添加量を制御する方法が挙げられる。
It is preferable that the optical coating film of this embodiment further has a void (Y) having an average void size of less than 20 nm. Thereby, the effect of improving the coating film strength is obtained.
Moreover, it is preferable to have a space | gap (Y) around the said space | gap (X). Here, “periphery” means that the surface is in direct contact with the surface of the gap (X) or exists at a distance that allows chemical interaction, thereby improving the coating strength. can get.
The average gap size of the gap (Y) is preferably 10 nm or less, and more preferably less than 5 nm.
As a method of forming the void (Y) around the void (X) and controlling the average void size of the void (Y) to 10 nm or less, the particle diameter of the metal oxide (A) described later, The method of controlling the addition amount of a decomposable silicon compound (C) is mentioned.

本実施形態の光学塗膜は、金属酸化物(A)及び重合体エマルジョン粒子(B)を含むコーティング組成物を塗布し、乾燥して形成される前駆体を、600℃以上の温度で焼結することにより形成されたものであることが好ましい。
本実施形態の光学塗膜は、前記コーティング組成物中に、金属酸化物(A)及び重合体エマルジョン粒子(B)を含むことにより、金属酸化物(A)と重合体エマルジョン粒子(B)とのヘテロ凝集、又は金属酸化物(A)同士の凝集を形成させることができる。
焼結により(B)成分が除去される結果、空隙(X)が形成され、空隙(Y)は(A)成分の粒子間の空隙として形成される。
The optical coating film of this embodiment is obtained by applying a coating composition containing a metal oxide (A) and polymer emulsion particles (B) and drying the precursor formed at a temperature of 600 ° C. or higher. It is preferable that it is formed by doing.
The optical coating film of the present embodiment includes the metal oxide (A) and the polymer emulsion particles (B) by including the metal oxide (A) and the polymer emulsion particles (B) in the coating composition. Heteroaggregation of these or aggregation of metal oxides (A) can be formed.
As a result of the removal of component (B) by sintering, voids (X) are formed, and voids (Y) are formed as voids between particles of component (A).

本実施形態の光学塗膜においては、前記コーティング組成物において、加水分解性珪素化合物(C)をさらに含むことが好ましい。
コーティング組成物中に加水分解性珪素化合物(C)を含むことにより、前記平均空隙サイズが20nm未満の空隙(Y)に、前記加水分解性珪素化合物(C)を浸透させることができ、当該空隙(Y)の平均空隙サイズを制御することができる。
前記コーティング組成物においては、加水分解性珪素化合物(C)を含む場合、加水分解性珪素化合物(C)のシラノール基と前記金属酸化物(A)の表面に存在する水酸基との間の縮合反応により結合が形成したり、あるいは、加水分解性珪素化合物(C)と金属酸化物(A)との間に水素結合が形成したりする。これにより、前記コーティング組成物から得られる塗膜は、機械的強度がより増加する。なお、加水分解性珪素化合物(C)については後述する。
In the optical coating film of this embodiment, it is preferable that the coating composition further includes a hydrolyzable silicon compound (C).
By including the hydrolyzable silicon compound (C) in the coating composition, the hydrolyzable silicon compound (C) can be permeated into the voids (Y) having an average void size of less than 20 nm. The average void size of (Y) can be controlled.
In the coating composition, when the hydrolyzable silicon compound (C) is contained, the condensation reaction between the silanol group of the hydrolyzable silicon compound (C) and the hydroxyl group present on the surface of the metal oxide (A) As a result, a bond is formed, or a hydrogen bond is formed between the hydrolyzable silicon compound (C) and the metal oxide (A). Thereby, the mechanical strength of the coating film obtained from the coating composition is further increased. The hydrolyzable silicon compound (C) will be described later.

本実施形態の光学塗膜は、前記金属酸化物(A)や、前記加水分解性珪素化合物(C)に起因して、表面親水性が付与される場合、親水性の汚れに対して防汚効果を有する。すなわち、本実施形態の光学塗膜は、汚れが付着した場合でも雨水によって汚れを洗い流すことができる。   The optical coating film of the present embodiment is antifouling against hydrophilic dirt when surface hydrophilicity is imparted due to the metal oxide (A) or the hydrolyzable silicon compound (C). Has an effect. That is, the optical coating film of the present embodiment can be washed away with rainwater even when the dirt adheres.

<金属酸化物(A)>
前記金属酸化物(A)は、球状の金属酸化物(a1)及び/又はアスペクト比(長径/短径)が3〜25の非球状の金属酸化物(a2)を含むことが好ましい。
<Metal oxide (A)>
The metal oxide (A) preferably includes a spherical metal oxide (a1) and / or a non-spherical metal oxide (a2) having an aspect ratio (major axis / minor axis) of 3 to 25.

ここで、前記球状の金属酸化物(a1)とは、アスペクト比(長径/短径)が3未満の粒子状態で存在している金属酸化物をいう。なお、アスペクト比は、一次粒子そのもので存在しているものについては、一次粒子のアスペクト比を、また、凝集粒子として存在しているものについては、凝集粒子のアスペクト比を指す。   Here, the spherical metal oxide (a1) refers to a metal oxide present in a particle state having an aspect ratio (major axis / minor axis) of less than 3. The aspect ratio refers to the aspect ratio of the primary particles for those present in the primary particles themselves, and the aspect ratio of the aggregated particles for those present as the aggregated particles.

前記球状の金属酸化物(a1)の存在形態は、一次粒子であっても、凝集粒子であってもよく、凝集粒子である場合、その形状は、完全な球である必要はなく、例えば、角部を有していてもよい。   The presence form of the spherical metal oxide (a1) may be primary particles or aggregated particles, and in the case of aggregated particles, the shape does not need to be a perfect sphere. You may have a corner | angular part.

ここで、球状の金属酸化物(a1)及び非球状の金属酸化物(a2)のアスペクト比は、透過型顕微鏡(TEM)で撮影された金属酸化物粒子の短径と長径とを測定し、当該測定値から長径/短径を求めることによって決定することができる。なお、短径及び長径とは、各々順に、金属酸化物粒子に外接する面積が最小となる外接長方形の短辺及び長辺である。   Here, the aspect ratio of the spherical metal oxide (a1) and the non-spherical metal oxide (a2) is measured by measuring the minor axis and the major axis of the metal oxide particles photographed with a transmission microscope (TEM), It can be determined by determining the major axis / minor axis from the measured value. The minor axis and the major axis are the short side and the long side of the circumscribed rectangle that minimizes the area circumscribing the metal oxide particles, respectively.

球状の金属酸化物(a1)としては、特に限定されないが、例えば、ケイ素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、亜鉛、スズ、インジウム、ガリウム、ゲルマニウム、アンチモン、モリブデン等の酸化物が挙げられる。   Although it does not specifically limit as spherical metal oxide (a1), For example, oxides, such as silicon, aluminum, titanium, zirconium, zinc, tin, indium, gallium, germanium, antimony, molybdenum, are mentioned.

前記球状の金属酸化物(a1)の平均粒子径は、本実施形態の光学塗膜の透明性、機械的強度の発現の観点から、1〜100nmであることが好ましく、より好ましくは1〜50nm、さらに好ましくは1〜10nmである。ここで、球状の金属酸化物(a1)の平均粒子径とは、当該粒子が一次粒子の形で存在している場合には一次粒子径を、凝集粒子の形で存在している場合は凝集粒子径(二次粒子径)を指し、以下の方法により決定することができる。すなわち、球状の金属酸化物(a1)の粒子が100個〜200個写るように調整して撮影した透過型顕微鏡(TEM)写真の中に存在している該当の粒子の粒子径(二軸平均径、すなわち、短径と長径との平均値)を測定し、当該測定された各粒子径の平均値を求めることにより決定することができる。   The average particle diameter of the spherical metal oxide (a1) is preferably 1 to 100 nm, more preferably 1 to 50 nm, from the viewpoint of the transparency and mechanical strength of the optical coating film of the present embodiment. More preferably, it is 1-10 nm. Here, the average particle diameter of the spherical metal oxide (a1) is the primary particle diameter when the particles are present in the form of primary particles, and is aggregated when the particles are present in the form of aggregated particles. It refers to the particle diameter (secondary particle diameter) and can be determined by the following method. That is, the particle diameter (biaxial average) of the corresponding particles present in a transmission microscope (TEM) photograph taken by adjusting so that 100 to 200 spherical metal oxide (a1) particles are captured. It can be determined by measuring the diameter, that is, the average value of the minor axis and the major axis, and determining the average value of the measured particle diameters.

前記非球状の金属酸化物(a2)とは、アスペクト比(長径/短径)が3以上の金属酸化物であり、例えば、金属酸化物(微)粒子の一次粒子が数珠状に連結した複合粒子、繊維状粒子、針状粒子、板状粒子、及びそれらの中空空粒子等が挙げられる。   The non-spherical metal oxide (a2) is a metal oxide having an aspect ratio (major axis / minor axis) of 3 or more, for example, a composite in which primary particles of metal oxide (fine) particles are connected in a bead shape. Examples thereof include particles, fibrous particles, acicular particles, plate-like particles, and hollow empty particles thereof.

前記非球状の金属酸化物(a2)としては、特に限定されないが、例えば、ケイ素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、亜鉛、スズ、インジウム、ガリウム、ゲルマニウム、アンチモン、モリブデン等の酸化物が挙げられる。   The non-spherical metal oxide (a2) is not particularly limited, and examples thereof include oxides such as silicon, aluminum, titanium, zirconium, zinc, tin, indium, gallium, germanium, antimony, and molybdenum.

前記非球状の金属酸化物(a2)は、アスペクト比(長径/短径)が3〜25であり、3〜15であることが好ましく、3〜10であることがより好ましい。   The non-spherical metal oxide (a2) has an aspect ratio (major axis / minor axis) of 3 to 25, preferably 3 to 15, and more preferably 3 to 10.

また、前記非球状の金属酸化物(a2)の平均長径は、20〜250nmであることが好ましく、30〜150nmであることがより好ましく、40〜100nmであることがさらに好ましい。   The average major axis of the non-spherical metal oxide (a2) is preferably 20 to 250 nm, more preferably 30 to 150 nm, and further preferably 40 to 100 nm.

本実施形態の光学塗膜は、空隙率、屈折率の観点から、前記非球状の金属酸化物(a2)は、アスペクト比(長径/短径)が3以上であることが好ましく、また平均長径が20nm以上であることが好ましい。また、光学塗膜の透明性、反射防止性能の観点から、前記非球状の金属酸化物(a2)のアスペクト比(長径/短径)は25以下であることが好ましく、平均長径は250nm以下であることが好ましい。   In the optical coating film of the present embodiment, from the viewpoint of porosity and refractive index, the non-spherical metal oxide (a2) preferably has an aspect ratio (major axis / minor axis) of 3 or more, and an average major axis. Is preferably 20 nm or more. In addition, from the viewpoints of the transparency of the optical coating film and the antireflection performance, the nonspherical metal oxide (a2) preferably has an aspect ratio (major axis / minor axis) of 25 or less and an average major axis of 250 nm or less. Preferably there is.

なお、前記非球状の金属酸化物(a2)の平均長径は、非球状の金属酸化物(a2)の粒子が100個〜200個写るように調整して撮影した透過型顕微鏡(TEM)写真の中に存在している該当の粒子の長径を測定し、当該測定された各長径の平均値を求めることにより決定することができる。   In addition, the average major axis of the non-spherical metal oxide (a2) is a transmission microscope (TEM) photograph taken by adjusting the non-spherical metal oxide (a2) so that 100 to 200 particles of the non-spherical metal oxide (a2) are captured. It can be determined by measuring the major axis of the corresponding particles present therein and determining the average value of the measured major axes.

非球状の金属酸化物(a2)を形成する原料の具体例としては、日産化学工業株式会社製の「スノーテックス−OUP(登録商標)」、同社製「スノーテックス−UP(登録商標)」同社製「スノーテックス−PSSO(登録商標)」及び同社製「スノーテックス−PSS(登録商標)」、アルミナゾル、擬ベーマイト系アルミナ、旭硝子株式会社製の鱗片状シリカ「サンラブリー」等が挙げられる。この非球状のシリカゾルは、三次元的に湾曲した形状を有していてもよい。   Specific examples of raw materials for forming the non-spherical metal oxide (a2) include “Snowtex-UP (registered trademark)” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. and “Snowtex-UP (registered trademark)” manufactured by the same company. “Snowtex-PSSO (registered trademark)” manufactured by the company, “Snowtex-PSS (registered trademark)” manufactured by the same company, alumina sol, pseudo-boehmite-based alumina, scaly silica “Sunlabry” manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., and the like. This non-spherical silica sol may have a three-dimensionally curved shape.

本実施形態の光学塗膜の機械的強度と反射防止効果を向上させる観点から、前記球状の金属酸化物(a1)と前記非球状の金属酸化物(a2)との混合比率(質量比)は1:1〜1:40が好ましく、より好ましくは1:3〜1:20、さらに好ましくは1:3〜1:10である。   From the viewpoint of improving the mechanical strength and antireflection effect of the optical coating film of this embodiment, the mixing ratio (mass ratio) of the spherical metal oxide (a1) and the non-spherical metal oxide (a2) is The ratio is preferably 1: 1 to 1:40, more preferably 1: 3 to 1:20, and still more preferably 1: 3 to 1:10.

本実施形態の光学塗膜を形成するコーティング組成物には、前記球状の金属酸化物(a1)及び非球状の金属酸化物(a2)の他に、例えば、ホウ素、リン、ケイ素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、亜鉛、スズ、インジウム、ガリウム、ゲルマニウム、アンチモン、モリブデン等などからなるその他の金属酸化物が含まれていてもよい。   In addition to the spherical metal oxide (a1) and the non-spherical metal oxide (a2), the coating composition for forming the optical coating film of the present embodiment includes, for example, boron, phosphorus, silicon, aluminum, and titanium. , Other metal oxides made of zirconium, zinc, tin, indium, gallium, germanium, antimony, molybdenum, and the like may be included.

<重合体エマルジョン粒子(B)>
本実施形態の光学塗膜を形成する前記コーティング組成物に含まれる重合体エマルジョン粒子(B)は、所定の重合体により構成されている。当該重合体としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリ(メタ)アクリレート系、ポリ(メタ)アクリレート−シリコーン系共重合体、ポリビニルアセテート系、ポリブタジエン系、ポリ塩化ビニル系、塩素化ポリプロピレン系、ポリエチレン系、ポリスチレン系、ポリスチレン−(メタ)アクリレート系共重合体、ロジン系誘導体、スチレン−無水マレイン酸共重合体のアルコール付加物等から構成される重合体等が挙げられる。
<Polymer emulsion particles (B)>
The polymer emulsion particles (B) contained in the coating composition that forms the optical coating film of this embodiment are composed of a predetermined polymer. Examples of the polymer include, but are not limited to, polyurethane, polyester, poly (meth) acrylate, poly (meth) acrylate-silicone copolymer, polyvinyl acetate, polybutadiene, Polymers composed of polyvinyl chloride, chlorinated polypropylene, polyethylene, polystyrene, polystyrene- (meth) acrylate copolymers, rosin derivatives, alcohol adducts of styrene-maleic anhydride copolymers, etc. Etc.

前記重合体エマルジョン粒子(B)は、塗膜強度の観点から、加水分解性珪素化合物(b1)と2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)とを重合単量体として含むことが好ましい。具体的には、水及び乳化剤の存在下で、加水分解性珪素化合物(b1)と、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)とを重合して得られる、重合体エマルジョン粒子であることがより好ましい。
重合体エマルジョン粒子(B)は、前記(b1)と(b2)とが重合したもの、(b1)、(b2)がそれぞれ重合したものの混合物、複合物のいずれであってもよく、これらの併用であってもよい。
The polymer emulsion particles (B) are obtained by polymerizing a hydrolyzable silicon compound (b1) and a vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group from the viewpoint of coating strength. It is preferable to include as. Specifically, a heavy polymer obtained by polymerizing a hydrolyzable silicon compound (b1) and a vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group in the presence of water and an emulsifier. More preferably, it is a combined emulsion particle.
The polymer emulsion particles (B) may be any of those obtained by polymerizing (b1) and (b2), a mixture of those obtained by polymerizing (b1) and (b2), or a composite thereof. It may be.

前記重合体エマルジョン粒子(B)は、透明性の観点から、数平均粒子径が10〜800nmであることが好ましく、20〜200nmであることがより好ましく、40〜150nmであることがさらに好ましい。   From the viewpoint of transparency, the polymer emulsion particles (B) preferably have a number average particle diameter of 10 to 800 nm, more preferably 20 to 200 nm, and even more preferably 40 to 150 nm.

なお、重合体エマルジョン粒子(B)の数平均粒子径は、後述の実施例に記載する方法により測定することができる。   In addition, the number average particle diameter of polymer emulsion particle | grains (B) can be measured by the method described in the below-mentioned Example.

本実施形態の光学塗膜を形成するコーティング組成物においては、前記金属酸化物(A)を、重合体エマルジョン粒子(B)と相互作用させることにより、重合体エマルジョン粒子(B)を硬化させることもできる。この場合、コーティング組成物から得られる本実施形態の光学塗膜は、機械的強度が向上するため好ましい。   In the coating composition for forming the optical coating film of this embodiment, the polymer oxide particles (B) are cured by causing the metal oxide (A) to interact with the polymer emulsion particles (B). You can also. In this case, the optical coating film of this embodiment obtained from the coating composition is preferable because the mechanical strength is improved.

前記金属酸化物(A)と重合体エマルジョン粒子(B)との相互作用としては、特に限定されないが、例えば、水素結合や化学結合等が挙げられる。具体的には、金属酸化物(A)が有する水酸基と、重合体エマルジョン粒子(B)が有する2級及び/又は3級アミド基との水素結合や、金属酸化物(A)が有する水酸基と、重合体エマルジョン粒子(B)を構成する加水分解性金属化合物の重合生成物との縮合(化学結合)等が挙げられる。   The interaction between the metal oxide (A) and the polymer emulsion particles (B) is not particularly limited, and examples thereof include a hydrogen bond and a chemical bond. Specifically, the hydrogen bond between the hydroxyl group of the metal oxide (A) and the secondary and / or tertiary amide group of the polymer emulsion particle (B), the hydroxyl group of the metal oxide (A), and And condensation (chemical bond) with a polymerization product of a hydrolyzable metal compound constituting the polymer emulsion particles (B).

前記のように、水及び乳化剤の存在下で、加水分解性珪素化合物(b1)と、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)とを重合して重合体エマルジョン粒子(B)を製造する場合に用いる加水分解性珪素化合物(b1)としては、以下に限定されるものではないが、例えば、下記式(1)で表される化合物やその縮合生成物、シランカップリング剤等が挙げられる。   As described above, polymer emulsion particles are obtained by polymerizing the hydrolyzable silicon compound (b1) and the vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group in the presence of water and an emulsifier. The hydrolyzable silicon compound (b1) used in the production of (B) is not limited to the following, but for example, a compound represented by the following formula (1) or a condensation product thereof, a silane cup A ring agent etc. are mentioned.

SiWxRy ・・・(1)
(式(1)中、Wは炭素数1〜20のアルコキシ基、水酸基、炭素数1〜20のアセトキシ基、ハロゲン原子、水素原子、炭素数1〜20のオキシム基、エノキシ基、アミノキシ基、アミド基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基を表す。Rは、直鎖状又は分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、及び置換されていないか又は炭素数1〜20のアルキル基若しくは炭素数1〜20のアルコキシ基若しくはハロゲン原子で置換されている炭素数6〜20のアリール基からなる群より選ばれる少なくとも1種の炭化水素基を表す。xは1以上4以下の整数であり、yは0以上3以下の整数である。また、x+y=4である。)
SiWxRy (1)
(In the formula (1), W represents an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group, an acetoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a halogen atom, a hydrogen atom, an oxime group having 1 to 20 carbon atoms, an enoxy group, an aminoxy group, R represents at least one group selected from the group consisting of amide groups, wherein R represents a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms, and a substituted group. Or at least one hydrocarbon group selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms substituted with a halogen atom X is an integer of 1 or more and 4 or less, and y is an integer of 0 or more and 3 or less, and x + y = 4.

前記加水分解性珪素化合物(b1)の一例である前記シランカップリング剤とは、ビニル重合性基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基、イソシアネート基等の有機物と反応性を有する官能基が分子内に存在する、加水分解性珪素化合物である。   The silane coupling agent which is an example of the hydrolyzable silicon compound (b1) is a functional group having reactivity with organic substances such as a vinyl polymerizable group, an epoxy group, an amino group, a methacryl group, a mercapto group, and an isocyanate group. Is a hydrolyzable silicon compound present in the molecule.

前記加水分解性珪素化合物(b1)としては、以下に限定されるものではないが、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン等のテトラアルコキシシラン類;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ペンチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘプチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフロロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフロロプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリn−プロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のトリアルコキシシラン類;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジ−n−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、ジ−n−ペンチルジメトキシシラン、ジ−n−ペンチルジエトキシシラン、ジ−n−ヘキシルジメトキシシラン、ジ−n−ヘキシルジエトキシシラン、ジ−n−ヘプチルジメトキシシラン、ジ−n−ヘプチルジエトキシシラン、ジ−n−オクチルジメトキシシラン、ジ−n−オクチルジエトキシシラン、ジ−n−シクロヘキシルジメトキシシラン、ジ−n−シクロヘキシルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン等のジアルコキシシラン類;トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン等のモノアルコキシシラン類等が挙げられる。   Examples of the hydrolyzable silicon compound (b1) include, but are not limited to, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, and tetra-n-butoxysilane. Tetraalkoxysilanes such as methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, isopropyltriethoxysilane N-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-pentyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-heptyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, vinyl Rimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-hydroxyethyltrimethoxysilane, 2-hydroxyethyltriethoxysilane, 2-hydroxypropyltrimethoxysilane, 2-hydroxypropyltriethoxysilane, 3-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-hydroxy Propyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3 -Glycidoxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane 3- (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltri-n-propoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltriisopropoxysilane, 3-ure Trialkoxysilanes such as idpropyltrimethoxysilane and 3-ureidopropyltriethoxysilane; dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, di-n- Propyldiethoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, diisopropyldiethoxysilane, di-n-butyldimethoxysilane, di-n-butyldiethoxysilane, di-n-pentyldimethoxysilane, di-n-pentyldiethoxysilane, di- n-hexyldimethoxysilane, di-n-hexyldiethoxysilane, di-n-heptyldimethoxysilane, di-n-heptyldiethoxysilane, di-n-octyldimethoxysilane, di-n-octyldiethoxysilane Dialkoxysilanes such as di-n-cyclohexyldimethoxysilane, di-n-cyclohexyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane; trimethylmethoxysilane, trimethyl And monoalkoxysilanes such as ethoxysilane.

また、これらの加水分解性珪素化合物(b1)は、1種のみを単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。   Moreover, these hydrolyzable silicon compounds (b1) may be used alone or in combination of two or more.

加水分解性珪素化合物(b1)は、縮合生成物として使用してもよく、かかる場合、縮合生成物のGPC測定によるポリスチレン換算重量平均分子量は、好ましくは200〜5000、より好ましくは300〜1000である。   The hydrolyzable silicon compound (b1) may be used as a condensation product. In such a case, the weight average molecular weight in terms of polystyrene by GPC measurement of the condensation product is preferably 200 to 5000, more preferably 300 to 1000. is there.

上述の加水分解性珪素化合物(b1)の中で、フェニル基を有する珪素アルコキシド、例えばフェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等は、水及び乳化剤の存在下における重合安定性に優れるため好ましい。   Among the hydrolyzable silicon compounds (b1) described above, a silicon alkoxide having a phenyl group, such as phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, etc. is excellent in polymerization stability in the presence of water and an emulsifier. Therefore, it is preferable.

また、上述の加水分解性珪素化合物(b1)の中で、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリn−プロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、2−トリメトキシシリルエチルビニルエーテル等のビニル重合性基を有するシランカップリング剤や、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のチオール基を有するシランカップリング剤は、上述した2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)と共重合又は連鎖移動反応して化学結合を生成することが可能である。   Among the hydrolyzable silicon compounds (b1), 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropylmethyl Dimethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltri-n-propoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltriisopropoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, 2-trimethoxysilyl Silane coupling agents having a vinyl polymerizable group such as ethyl vinyl ether, and silane coupling agents having a thiol group such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane and 3-mercaptopropyltriethoxysilane are the above-described secondary and / or Vinyl monomers having a tertiary amide group and (b2) a copolymer or a chain transfer reaction to it is possible to generate a chemical bond.

加水分解性珪素化合物(b1)の使用量は、得られる重合体エマルジョン粒子(B)に対する質量比(b1)/(B)として0.005以上0.5以下の範囲となることが好ましい。
なお、重合体エマルジョン粒子(B)の質量は、上述した2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)や、これと共重合可能なその他のビニル単量体(b3)、さらには加水分解性珪素化合物(b1)が全て重合した場合に得られる重合生成物の質量であるものとする。
The amount of the hydrolyzable silicon compound (b1) used is preferably in the range of 0.005 or more and 0.5 or less as a mass ratio (b1) / (B) to the polymer emulsion particles (B) to be obtained.
The mass of the polymer emulsion particles (B) is the above-mentioned vinyl monomer (b2) having secondary and / or tertiary amide groups, and other vinyl monomers (b3) copolymerizable therewith. Furthermore, it is the mass of the polymerization product obtained when all of the hydrolyzable silicon compound (b1) is polymerized.

前記加水分解性珪素化合物(b1)としては、ビニル重合性基を有するシランカップリング剤を用いることが、本実施形態の光学塗膜の耐候性の観点からより好ましい。
前記加水分解性珪素化合物(b1)の含有量は、重合安定性の観点から、重合体エマルジョン粒子(B)100質量%に対して、0.01質量%以上50質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上30質量%以下がより好ましい。
As the hydrolyzable silicon compound (b1), it is more preferable to use a silane coupling agent having a vinyl polymerizable group from the viewpoint of the weather resistance of the optical coating film of this embodiment.
The content of the hydrolyzable silicon compound (b1) is preferably 0.01% by mass or more and 50% by mass or less with respect to 100% by mass of the polymer emulsion particles (B) from the viewpoint of polymerization stability. 0.1 mass% or more and 30 mass% or less is more preferable.

重合体エマルジョン粒子(B)を製造するために用いる、前記2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)としては、以下に限定されるものではないが、例えば、N−メチルアクリルアミド、N−メチルメタアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−エチルメタアクリルアミド、N−メチル−N−エチルアクリルアミド、N−メチル−N−エチルメタアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−n−プロピルアクリルアミド、N−イソプロピルメタアクリルアミド、N−n−プロピルメタアクリルアミド、N−メチル−N−n−プロピルアクリルアミド、N−メチル−N−イソプロピルアクリルアミド、N−アクリロイルピロリジン、N−メタクリロイルピロリジン、N−アクリロイルピペリジン、N−メタクリロイルピペリジン、N−アクリロイルヘキサヒドロアゼピン、N−アクリロイルモルホリン、N−メタクリロイルモルホリン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N’−メチレンビスメタクリルアミド、N−ビニルアセトアミド、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタアクリルアミド等が挙げられる。   The vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group used for producing the polymer emulsion particles (B) is not limited to the following, for example, N- Methylacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N-methyl-N-ethylacrylamide N-methyl-N-ethylmethacrylamide, N-isopropylacrylamide, Nn-propylacrylamide, N-isopropylmethacrylamide, Nn-propylmethacrylamide, N-methyl-Nn-propylacrylamide, N- Methyl-N-isopropylacryl Amide, N-acryloylpyrrolidine, N-methacryloylpyrrolidine, N-acryloylpiperidine, N-methacryloylpiperidine, N-acryloylhexahydroazepine, N-acryloylmorpholine, N-methacryloylmorpholine, N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, N , N′-methylenebisacrylamide, N, N′-methylenebismethacrylamide, N-vinylacetamide, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide and the like.

重合体エマルジョン粒子(B)を製造するために用いるビニル単量体(b2)のアミド基は、2級及び/又は3級アミド基であるが、3級アミド基を有するビニル単量体を用いると、得られる重合体エマルジョン粒子(B)の、金属酸化物(A)との間の水素結合性が強まり好ましい。その中でも、特に、N,N−ジエチルアクリルアミドは、水及び乳化剤の存在下における重合安定性に非常に優れるとともに、上述した加水分解性珪素化合物(b1)の重合生成物の水酸基や金属酸化物(A)の水酸基と強固な水素結合を形成することが可能であるため、さらに好ましい。   The amide group of the vinyl monomer (b2) used for producing the polymer emulsion particles (B) is a secondary and / or tertiary amide group, but a vinyl monomer having a tertiary amide group is used. And the resulting polymer emulsion particles (B) are preferred because the hydrogen bonding between the metal emulsion particles (B) and the metal oxide (A) is strengthened. Among them, in particular, N, N-diethylacrylamide is very excellent in polymerization stability in the presence of water and an emulsifier, and also has hydroxyl groups and metal oxides (polymerized products of the hydrolyzable silicon compound (b1) described above ( It is more preferable because it can form a strong hydrogen bond with the hydroxyl group of A).

なお、上述した加水分解性珪素化合物(b1)としては、上述した各種化合物の他、ビニル重合性基やチオール基を有するシランカップリング剤を、単独で又は上述した珪素アルコキシド、その他のシランカップリング剤、及びそれらの縮合生成物と混合若しくは複合化させたものを用いることができる。   In addition, as the hydrolyzable silicon compound (b1) described above, in addition to the various compounds described above, a silane coupling agent having a vinyl polymerizable group or a thiol group may be used alone or the above-described silicon alkoxide or other silane couplings. Agents, and those mixed or complexed with their condensation products can be used.

また、重合体エマルジョン粒子(B)を構成する加水分解性珪素化合物(b1)の重合生成物と2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)の重合生成物とは、水素結合や化学結合により複合化していてもよい。
なお、前記(b1)や(b2)等は、水素結合や化学結合等の各種結合によって複合化されていることが好ましいが、その結合の形態や状態等について何らかの限定を行うものではない。さらに、重合体エマルジョン粒子(B)中の一部分のみにおいて上記したような複合化が行われていてもよい。
The polymerization product of the hydrolyzable silicon compound (b1) constituting the polymer emulsion particles (B) and the polymerization product of the vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group are: It may be compounded by hydrogen bonding or chemical bonding.
The (b1) and (b2) are preferably combined by various bonds such as a hydrogen bond and a chemical bond, but the form and state of the bond are not limited in any way. Furthermore, the above-mentioned complexation may be performed only in a part of the polymer emulsion particles (B).

重合体エマルジョン粒子(B)として、ビニル重合性基やチオール基を有するシランカップリング剤である加水分解性珪素化合物(b1)と、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)とを重合して得られたものを用いると、耐候性、耐薬品性、光学特性、強度等がさらに優れる塗膜を形成できるため、より好ましい。   As polymer emulsion particles (B), a hydrolyzable silicon compound (b1) which is a silane coupling agent having a vinyl polymerizable group or a thiol group, and a vinyl monomer having a secondary and / or tertiary amide group ( It is more preferable to use a polymer obtained by polymerizing b2) because a coating film having further excellent weather resistance, chemical resistance, optical properties, strength and the like can be formed.

ビニル重合性基やチオール基を有するシランカップリング剤である加水分解性珪素化合物(b1)の配合量は、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)100質量部に対して0.1質量部以上100質量部以下であることが重合安定性の観点から好ましく、0.5質量部以上50質量部以下がより好ましく、さらには0.5質量部以上5質量部以下が好ましい。   The compounding amount of the hydrolyzable silicon compound (b1) which is a silane coupling agent having a vinyl polymerizable group or a thiol group is 100 parts by mass of the vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group. On the other hand, it is preferably from 0.1 to 100 parts by mass from the viewpoint of polymerization stability, more preferably from 0.5 to 50 parts by mass, and even more preferably from 0.5 to 5 parts by mass. Is preferred.

本実施形態の光学塗膜において、重合体エマルジョン粒子(B)を得るために用いる2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)は、これと共重合可能なその他のビニル単量体(b3)と共重合することができる。これにより、生成する重合生成物の特性(ガラス転移温度、分子量、水素結合力、極性、分散安定性、耐候性、加水分解性珪素化合物(b1)の重合生成物との相溶性等)をより効果的に制御することが可能となり好ましい。   In the optical coating film of this embodiment, the vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group used for obtaining the polymer emulsion particles (B) is another vinyl copolymerizable therewith. It can be copolymerized with the monomer (b3). As a result, the properties (such as glass transition temperature, molecular weight, hydrogen bonding strength, polarity, dispersion stability, weather resistance, and compatibility of the hydrolyzable silicon compound (b1) with the polymerization product) are further improved. It becomes possible to control effectively, which is preferable.

前記2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)と共重合可能なその他のビニル単量体(b3)としては、以下に限定されるものではないが、例えば、(メタ)アクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物の他、カルボキシル基含有ビニル単量体、水酸基含有ビニル単量体、エポキシ基含有ビニル単量体、カルボニル基含有ビニル単量体のような官能基を含有する単量体等が挙げられる。   The other vinyl monomer (b3) copolymerizable with the vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group is not limited to the following. ) In addition to acrylic esters, aromatic vinyl compounds, and cyanide vinyl compounds, carboxyl group-containing vinyl monomers, hydroxyl group-containing vinyl monomers, epoxy group-containing vinyl monomers, carbonyl group-containing vinyl monomers, and the like Examples thereof include monomers containing a functional group.

前記(メタ)アクリル酸エステルとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、アルキル部の炭素数が1〜50の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、エチレンオキシド基の数が1〜100個の(ポリ)オキシエチレンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アルキル部の炭素数が1〜50の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ドデシル等が挙げられる。
前記エチレンオキシド基の数が1〜100個の(ポリ)オキシエチレンジ(メタ)アクリレートとしては、以下に限定されるものではないが、例えば、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ジエチレングリコール、メトキシ(メタ)アクリル酸ジエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸テトラエチレングリコール等が挙げられる。
Examples of the (meth) acrylic acid ester include, but are not limited to, for example, a (meth) acrylic acid alkyl ester having 1 to 50 carbon atoms in the alkyl part, and an ethylene oxide group having 1 to 100 carbon atoms. (Poly) oxyethylene di (meth) acrylate etc. are mentioned.
Examples of the (meth) acrylic acid alkyl ester having 1 to 50 carbon atoms in the alkyl part include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid. Examples include 2-ethylhexyl, methyl cyclohexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, and the like.
Examples of the (poly) oxyethylene di (meth) acrylate having 1 to 100 ethylene oxide groups include, but are not limited to, ethylene glycol di (meth) acrylate and di (meth) acrylic. Examples include diethylene glycol acid, diethylene glycol methoxy (meth) acrylate, and tetraethylene glycol di (meth) acrylate.

なお、本明細書中で、(メタ)アクリルとはメタアクリル又はアクリルを簡便に表記したものである。   In the present specification, (meth) acrylic is a simple description of methacrylic or acrylic.

(メタ)アクリル酸エステルの使用量(複数の(メタ)アクリル酸エステルを使用する場合には、その合計量)は、重合体エマルジョン粒子(B)を構成する全ビニル単量体中において好ましくは0〜99.9質量%、より好ましくは5〜80質量%である。   The amount of the (meth) acrylic acid ester used (when using a plurality of (meth) acrylic acid esters, the total amount) is preferably in the total vinyl monomer constituting the polymer emulsion particles (B). It is 0-99.9 mass%, More preferably, it is 5-80 mass%.

前記ビニル単量体(b3)としての芳香族ビニル化合物としては、特に限定されるものではなく、例えば、スチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。
当該芳香族ビニル化合物は、重合体エマルジョン粒子(B)を構成する全ビニル単量体中において好ましくは0〜99.9質量%、より好ましくは5〜80質量%である。
The aromatic vinyl compound as the vinyl monomer (b3) is not particularly limited, and examples thereof include styrene and vinyl toluene.
The aromatic vinyl compound is preferably 0 to 99.9% by mass, and more preferably 5 to 80% by mass in the total vinyl monomers constituting the polymer emulsion particles (B).

前記ビニル単量体(b3)としてのシアン化ビニル化合物としては、特に限定されるものではなく、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。
当該シアン化ビニル化合物は、重合体エマルジョン粒子(B)を構成する全ビニル単量体中において好ましくは0〜99.9質量%、より好ましくは5〜80質量%である。
The vinyl cyanide compound as the vinyl monomer (b3) is not particularly limited, and examples thereof include acrylonitrile and methacrylonitrile.
The vinyl cyanide compound is preferably 0 to 99.9% by mass, and more preferably 5 to 80% by mass in the total vinyl monomers constituting the polymer emulsion particles (B).

前記ビニル単量体(b3)としてのカルボキシル基含有ビニル単量体としては、特に限定されるものではないが、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、又はイタコン酸、マレイン酸などの2塩基酸のハーフエステル等が挙げられる。これらのカルボキシル酸基含有のビニル単量体を用いることによって、重合体エマルジョン粒子(B)にカルボキシル基を導入することができ、当該重合体エマルジョン粒子間に静電的反発力をもたせることができ、エマルジョンとしての安定性を向上させ、例えば攪拌時の凝集といった、外部からの分散破壊作用に対して抵抗力を持たせることが可能となる。この際、導入したカルボキシル基は、静電的反発力をさらに向上させるために、一部又は全部を、アンモニアやトリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン等のアミン類やNaOH、KOH等の塩基で中和してもよい。   The carboxyl group-containing vinyl monomer as the vinyl monomer (b3) is not particularly limited. For example, (meth) acrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, anhydrous Mention may be made of maleic acid or half esters of dibasic acids such as itaconic acid and maleic acid. By using these carboxylic acid group-containing vinyl monomers, carboxyl groups can be introduced into the polymer emulsion particles (B), and electrostatic repulsion can be provided between the polymer emulsion particles. It is possible to improve the stability as an emulsion and to provide resistance to an external dispersion breaking action such as agglomeration during stirring. At this time, in order to further improve the electrostatic repulsion force, the introduced carboxyl group is partially or completely neutralized with amines such as ammonia, triethylamine and dimethylethanolamine, and bases such as NaOH and KOH. Also good.

前記カルボキシル基含有ビニル単量体の使用量(複数のカルボキシル基含有ビニル単量体を使用する場合には、その合計量)は、重合体エマルジョン粒子(B)を構成する全ビニル単量体((b2)+(b3))中において0〜50質量%であることが耐水性の観点から好ましい。より好ましくは0.1〜10質量%、さらに好ましくは0.1〜5質量%である。   The amount of the carboxyl group-containing vinyl monomer used (when a plurality of carboxyl group-containing vinyl monomers are used, the total amount thereof) is the total vinyl monomers (B) constituting the polymer emulsion particles (B). In (b2) + (b3)), 0 to 50% by mass is preferable from the viewpoint of water resistance. More preferably, it is 0.1-10 mass%, More preferably, it is 0.1-5 mass%.

前記ビニル単量体(b3)としての水酸基含有ビニル単量体としては、特に限定されるものではないが、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のヒドロキシアルキルエステル;ジ−2−ヒドロキシエチルフマレート、モノ−2−ヒドロキシエチルモノブチルフマレート等のフマル酸のヒドロキシアルキルエステル;アリルアルコールやエチレンオキシド基の数が1〜100個の(ポリ)オキシエチレンモノ(メタ)アクリレート;プロピレンオキシド基の数が1〜100個の(ポリ)オキシプロピレンモノ(メタ)アクリレート;さらには、「プラクセルFM、FAモノマー」(ダイセル化学(株)製の、カプロラクトン付加モノマーの商品名)や、その他のα,β−エチレン性不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエステル類等が挙げられる。   The hydroxyl group-containing vinyl monomer as the vinyl monomer (b3) is not particularly limited, and examples thereof include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3- Hydroxyalkyl esters of (meth) acrylic acid such as hydroxypropy (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 3-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate; di-2-hydroxy Hydroxyalkyl esters of fumaric acid such as ethyl fumarate and mono-2-hydroxyethyl monobutyl fumarate; (poly) oxyethylene mono (meth) acrylates having 1 to 100 allyl alcohol and ethylene oxide groups; propylene oxide groups 1 to 1 0 (poly) oxypropylene mono (meth) acrylate; Furthermore, “Placcel FM, FA monomer” (trade name of caprolactone addition monomer manufactured by Daicel Chemical Industries) and other α, β-ethylenic properties And hydroxyalkyl esters of unsaturated carboxylic acids.

前記ビニル単量体(b3)として、水酸基含有ビニル単量体を用いると、金属酸化物(A)と2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)との水素結合力を制御することが容易となるとともに、重合体エマルジョン粒子(B)の水分散安定性を向上させることが可能となる。   When a hydroxyl group-containing vinyl monomer is used as the vinyl monomer (b3), the hydrogen bonding force between the metal oxide (A) and the vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group. It becomes easy to control the water dispersion stability of the polymer emulsion particles (B).

前記水酸基含有ビニル単量体の使用量は、重合体エマルジョン粒子(B)を構成する全ビニル単量体中において、好ましくは0〜80質量%、より好ましくは0.1〜50質量%、さらに好ましくは0.1〜10質量%である。   The amount of the hydroxyl group-containing vinyl monomer used is preferably 0 to 80% by mass, more preferably 0.1 to 50% by mass, and more preferably 0.1 to 50% by mass in the total vinyl monomers constituting the polymer emulsion particles (B). Preferably it is 0.1-10 mass%.

前記ビニル単量体(b3)としてのエポキシ基含有ビニル単量体としては、以下に限定されるものではないが、例えば、グリシジル基含有ビニル単量体等が挙げられる。当該グリシジル基含有ビニル単量体としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、アリルジメチルグリシジルエーテル等を挙げることができる。   Examples of the epoxy group-containing vinyl monomer as the vinyl monomer (b3) include, but are not limited to, glycidyl group-containing vinyl monomers. Examples of the glycidyl group-containing vinyl monomer include glycidyl (meth) acrylate, allyl glycidyl ether, and allyl dimethyl glycidyl ether.

前記ビニル単量体(b3)としてのカルボニル含有ビニル単量体としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ダイアセトンアクリルアミド等が挙げられる。   Examples of the carbonyl-containing vinyl monomer as the vinyl monomer (b3) include, but are not limited to, diacetone acrylamide.

前記ビニル単量体(b3)として、前記グリシジル基含有ビニル単量体や、前記カルボニル基含有ビニル単量体を使用すると、重合体エマルジョン粒子(B)が反応性を有するものとなり、ヒドラジン誘導体、カルボン酸誘導体及びイソシアネート誘導体等により架橋させることによって耐溶剤性等の優れた塗膜の形成が可能となる。グリシジル基含有ビニル単量体やカルボニル基含有ビニル単量体の使用量は、重合体エマルジョン粒子(B)を構成する全ビニル単量体中において好ましくは0〜50質量%である。   When the glycidyl group-containing vinyl monomer or the carbonyl group-containing vinyl monomer is used as the vinyl monomer (b3), the polymer emulsion particles (B) become reactive, and a hydrazine derivative, By crosslinking with a carboxylic acid derivative, an isocyanate derivative, or the like, it is possible to form a coating film having excellent solvent resistance. The amount of the glycidyl group-containing vinyl monomer or the carbonyl group-containing vinyl monomer used is preferably 0 to 50% by mass in the total vinyl monomers constituting the polymer emulsion particles (B).

重合体エマルジョン粒子(B)の合成の際には、乳化剤を使用してもよい。
乳化剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルスルホン酸、アルキルスルホコハク酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸、ポリオキシエチレンアルキルアリール硫酸、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルスルホン酸等の酸性乳化剤;酸性乳化剤のアルカリ金属(Li、Na、K等)塩、酸性乳化剤のアンモニウム塩、脂肪酸石鹸等のアニオン性界面活性剤;アルキルトリメチルアンモニウムブロミド、アルキルピリジニウムブロミド、イミダゾリニウムラウレート等の四級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩型のカチオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル等のノニオン型界面活性剤やラジカル重合性の二重結合を有する反応性乳化剤等が挙げられる。
An emulsifier may be used in the synthesis of the polymer emulsion particles (B).
Examples of the emulsifier include, but are not limited to, alkylbenzenesulfonic acid, alkylsulfonic acid, alkylsulfosuccinic acid, polyoxyethylene alkylsulfuric acid, polyoxyethylenealkylarylsulfuric acid, polyoxyethylene distyrylphenyl ether sulfonic acid. Acidic emulsifiers such as alkali metal (Li, Na, K, etc.) salts of acidic emulsifiers, anionic surfactants such as ammonium salts of acidic emulsifiers, fatty acid soaps; alkyltrimethylammonium bromide, alkylpyridinium bromide, imidazolinium laurate Quaternary ammonium salts such as quaternary ammonium salts, pyridinium salts, imidazolinium salt type cationic surfactants; polyoxyethylene alkylaryl ethers, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene Polyoxypropylene block copolymers, reactive emulsifier having a double bond of nonionic surface active agent and a radical polymerizable polyoxyethylene distyryl phenyl ether, and the like.

これらの乳化剤の中で、ラジカル重合性の二重結合を有する反応性乳化剤を選択すると、重合体エマルジョン粒子(B)の水分散安定性がより一層良好になるとともに、耐水性、耐薬品性、光学特性、強度等に優れた塗膜を形成することができるため、さらに好ましい。   Among these emulsifiers, when a reactive emulsifier having a radical polymerizable double bond is selected, the water dispersion stability of the polymer emulsion particles (B) is further improved, and water resistance, chemical resistance, It is more preferable because a coating film excellent in optical characteristics, strength, and the like can be formed.

前記ラジカル重合性の二重結合を有する反応性乳化剤としては、以下に限定されるのではないが、例えば、スルホン酸基又はスルホネート基を有するビニル単量体、硫酸エステル基を有するビニル単量体、それらのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩;ポリオキシエチレン等のノニオン基を有するビニル単量体;4級アンモニウム塩を有するビニル単量体等が挙げられる。   Examples of the reactive emulsifier having a radical polymerizable double bond include, but are not limited to, a vinyl monomer having a sulfonic acid group or a sulfonate group, and a vinyl monomer having a sulfate group. And alkali metal salts or ammonium salts thereof; vinyl monomers having a nonionic group such as polyoxyethylene; vinyl monomers having a quaternary ammonium salt;

前記反応性乳化剤としてのスルホン酸基又はスルホネート基を有するビニル単量体の塩は、以下に限定されるものではないが、例えば、ラジカル重合性の二重結合を有し、かつスルホン酸基のアンモニウム塩、ナトリウム塩又はカリウム塩である基により一部が置換された、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜4のアルキルエーテル基、炭素数2〜4のポリアルキルエーテル基、炭素数6又は10のアリール基及びコハク酸基からなる群から選ばれる置換基を有する化合物;スルホン酸基のアンモニウム塩、ナトリウム塩又はカリウム塩である基が結合しているビニル基を有するビニルスルホネート化合物等が挙げられる。   The salt of a vinyl monomer having a sulfonic acid group or a sulfonate group as the reactive emulsifier is not limited to the following. For example, the reactive emulsifier has a radically polymerizable double bond and has a sulfonic acid group. A partially substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl ether group having 2 to 4 carbon atoms, a polyalkyl ether group having 2 to 4 carbon atoms, or carbon, partially substituted with a group that is an ammonium salt, sodium salt, or potassium salt A compound having a substituent selected from the group consisting of an aryl group of formula 6 or 10 and a succinic acid group; a vinyl sulfonate compound having a vinyl group to which an ammonium salt, sodium salt or potassium salt of a sulfonic acid group is bonded Etc.

前記スルホン酸基のアンモニウム塩、ナトリウム塩又はカリウム塩である基により一部が置換されたコハク酸基を有する化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、アリルスルホコハク酸塩等が挙げられる。これらは市販品を用いることもでき、特に限定されず、例えば、エレミノールJS−2(商品名)(三洋化成(株)製)、ラテムルS−120、S−180A又はS−180(商品名)(花王(株)製)等が挙げられる。   The compound having a succinic acid group partially substituted with a group that is an ammonium salt, sodium salt or potassium salt of the sulfonic acid group is not limited to the following, but examples include allylsulfosuccinate. Can be mentioned. These can also use a commercial item, and it is not specifically limited, For example, Eleminol JS-2 (brand name) (made by Sanyo Kasei Co., Ltd.), Latemuru S-120, S-180A, or S-180 (brand name) (Manufactured by Kao Corporation).

スルホン酸基のアンモニウム塩、ナトリウム塩又はカリウム塩である基により一部が置換された、炭素数2〜4のアルキルエーテル基又は炭素数2〜4のポリアルキルエーテル基を有する化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、アクアロンHS−10又はKH−1025(商品名)(第一工業製薬(株)製)、アデカリアソープSE−1025N又はSR−1025(商品名)(旭電化工業(株)製)等が挙げられる。   As a compound having an alkyl ether group having 2 to 4 carbon atoms or a polyalkyl ether group having 2 to 4 carbon atoms, which is partially substituted by a group which is an ammonium salt, sodium salt or potassium salt of a sulfonic acid group, Although not limited to, for example, Aqualon HS-10 or KH-1025 (trade name) (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Adekaria soap SE-1025N or SR-1025 (trade name) (Asahi) Denka Kogyo Co., Ltd.).

前記反応性乳化剤としてのノニオン基を有するビニル単量体としては、以下に限定されるものではないが、例えば、α−〔1−〔(アリルオキシ)メチル〕−2−(ノニルフェノキシ)エチル〕−ω−ヒドロキシポリオキシエチレン(商品名:アデカリアソープNE−20、NE−30、NE−40等、旭電化工業(株)製)、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル(商品名:アクアロンRN−10、RN−20、RN−30、RN−50等、第一製薬工業(株)製)等が挙げられる。   The vinyl monomer having a nonionic group as the reactive emulsifier is not limited to the following, but for example, α- [1-[(allyloxy) methyl] -2- (nonylphenoxy) ethyl]- ω-Hydroxypolyoxyethylene (trade names: Adeka Soap NE-20, NE-30, NE-40, etc., manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), polyoxyethylene alkylpropenyl phenyl ether (trade name: Aqualon RN-10) , RN-20, RN-30, RN-50, etc., manufactured by Dai-ichi Pharmaceutical Co., Ltd.).

重合体エマルジョン粒子(B)の合成の際の乳化剤の使用量としては、得られる重合体エマルジョン粒子(B)100質量部に対して、10質量部以下となる範囲内が好ましく、0.001〜5質量部となる範囲内がより好ましい。   The amount of the emulsifier used in the synthesis of the polymer emulsion particles (B) is preferably within a range of 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymer emulsion particles (B) to be obtained. A range of 5 parts by mass is more preferable.

重合体エマルジョン粒子(B)の合成の際、加水分解性珪素化合物(b1)及び2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)の重合は、重合触媒存在下で実施することが好ましい。   During the synthesis of the polymer emulsion particles (B), the polymerization of the hydrolyzable silicon compound (b1) and the vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group is carried out in the presence of a polymerization catalyst. It is preferable.

加水分解性珪素化合物(b1)の重合触媒としては、重合に用いる単量体の成分等に応じて適宜選択でき、以下に限定されるものではないが、例えば、塩酸、フッ酸等のハロゲン化水素類、酢酸、トリクロル酢酸、トリフルオロ酢酸、乳酸等のカルボン酸類;硫酸、p−トルエンスルホン酸等のスルホン酸類;アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルスルホン酸、アルキルスルホコハク酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸、ポリオキシエチレンアルキルアリール硫酸、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルスルホン酸等の酸性乳化剤類;酸性又は弱酸性の無機塩、フタル酸、リン酸、硝酸のような酸性化合物類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート、酢酸ナトリウム、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルアミン、ジアザビシクロウンデセン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、エタノールアミン類、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)−アミノプロピルトリメトキシシランのような塩基性化合物類;ジブチル錫オクチレート、ジブチル錫ジラウレートのような錫化合物等が挙げられる。これらの中で、重合触媒のみならず乳化剤としての作用を有する観点から、酸性乳化剤類が好ましく、炭素数が5〜30のアルキルベンゼンスルホン酸がより好ましい。   The polymerization catalyst for the hydrolyzable silicon compound (b1) can be appropriately selected according to the components of the monomer used for the polymerization, and is not limited to the following. For example, halogenation of hydrochloric acid, hydrofluoric acid, etc. Carboxylic acids such as hydrogen, acetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid and lactic acid; sulfonic acids such as sulfuric acid and p-toluenesulfonic acid; alkylbenzenesulfonic acid, alkylsulfonic acid, alkylsulfosuccinic acid, polyoxyethylene alkylsulfuric acid, polyoxy Acidic emulsifiers such as ethylene alkylarylsulfuric acid and polyoxyethylene distyrylphenyl ether sulfonic acid; acidic or weakly acidic inorganic salts, acidic compounds such as phthalic acid, phosphoric acid and nitric acid; sodium hydroxide, potassium hydroxide, Sodium methylate, sodium acetate, tetramethylammonium chloride Basic such as tetramethylammonium hydroxide, tributylamine, diazabicycloundecene, ethylenediamine, diethylenetriamine, ethanolamines, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) -aminopropyltrimethoxysilane Compounds: Tin compounds such as dibutyltin octylate and dibutyltin dilaurate are listed. Among these, acidic emulsifiers are preferable from the viewpoint of having an effect as an emulsifier as well as a polymerization catalyst, and alkylbenzenesulfonic acid having 5 to 30 carbon atoms is more preferable.

2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)の重合触媒としては、熱又は還元性物質等によってラジカル分解してビニル単量体の付加重合を起こさせるラジカル重合触媒が好ましく、以下に限定されるものではないが、例えば、水溶性又は油溶性の過硫酸塩、過酸化物、アゾビス化合物等が使用される。当該重合触媒の具体例としては、特に限定されないが、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、t−ブチルヒドロパーオキシド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、2,2−アゾビスイソブチロニトリル、2,2−アゾビス(2−ジアミノプロパン)ヒドロクロリド、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等が挙げられる。当該重合触媒の配合量としては、重合体エマルジョン粒子(B)を構成する全ビニル単量体100質量部に対して、0.001〜5質量部が好ましい。なお、重合速度の促進、及び70℃以下での低温の重合をより望むときには、例えば、重亜硫酸ナトリウム、塩化第一鉄、アスコルビン酸塩、ロンガリット等の還元剤をラジカル重合触媒と組み合わせて用いることが好ましい。   As the polymerization catalyst for the vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group, a radical polymerization catalyst that causes radical polymerization by heat or a reducing substance to cause addition polymerization of the vinyl monomer is preferable. Although not limited to the following, for example, water-soluble or oil-soluble persulfates, peroxides, azobis compounds and the like are used. Specific examples of the polymerization catalyst are not particularly limited. For example, potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, t-butyl hydroperoxide, t-butyl peroxybenzoate, 2,2-azo Examples thereof include bisisobutyronitrile, 2,2-azobis (2-diaminopropane) hydrochloride, 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and the like. As a compounding quantity of the said polymerization catalyst, 0.001-5 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of all the vinyl monomers which comprise a polymer emulsion particle (B). When it is desired to accelerate the polymerization rate and to perform polymerization at a low temperature of 70 ° C. or lower, for example, use a reducing agent such as sodium bisulfite, ferrous chloride, ascorbate, or longalite in combination with the radical polymerization catalyst. Is preferred.

上述したように、重合体エマルジョン粒子(B)は、水及び乳化剤の存在下で、加水分解性珪素化合物(b1)と、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)、さらには、必要に応じて前記ビニル単量体(b2)と共重合可能な他のビニル単量体(b3)を用いて、好ましくは重合触媒存在下で、重合することにより得ることができる。   As described above, the polymer emulsion particles (B) are composed of the hydrolyzable silicon compound (b1) and the vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group in the presence of water and an emulsifier. Furthermore, it can be obtained by polymerization using another vinyl monomer (b3) copolymerizable with the vinyl monomer (b2), if necessary, preferably in the presence of a polymerization catalyst. .

加水分解性珪素化合物(b1)と、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)との重合は、別々に実施することも可能であるが、同時に実施することにより、両者の間で水素結合等によるミクロな有機・無機複合化が達成できるので好ましい。   Polymerization of the hydrolyzable silicon compound (b1) and the vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group can be carried out separately, but by carrying out at the same time, It is preferable because a micro organic / inorganic composite can be achieved by hydrogen bonding between the two.

重合体エマルジョン粒子(B)の数平均粒子径(一次粒子径;重合体エマルジョン粒子(B)の一次粒子の数平均粒子径)は、3〜800nmであることが好ましい。重合体エマルジョン粒子(B)の数平均粒子径を上記範囲に調整することにより、耐候性、耐薬品性、光学特性、防汚性、防曇性、帯電防止性等がより一層優れた塗膜を形成することができる。また、得られる塗膜の透明性が向上する観点から、重合体エマルジョン粒子(B)の数平均粒子径は5〜100nmであることがより好ましい。さらに好ましくは40〜90nmである。   The number average particle diameter of the polymer emulsion particles (B) (primary particle diameter; the number average particle diameter of the primary particles of the polymer emulsion particles (B)) is preferably 3 to 800 nm. By adjusting the number average particle size of the polymer emulsion particles (B) to the above range, the coating film is further improved in weather resistance, chemical resistance, optical properties, antifouling properties, antifogging properties, antistatic properties, etc. Can be formed. Moreover, from the viewpoint of improving the transparency of the obtained coating film, the number average particle diameter of the polymer emulsion particles (B) is more preferably 5 to 100 nm. More preferably, it is 40-90 nm.

このような数平均粒子径の重合体エマルジョン粒子(B)を得る方法としては、特に限定されないが、乳化剤がミセルを形成するのに十分な量の水の存在下で、加水分解性珪素化合物(b1)及び2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)を重合する、いわゆる乳化重合によって、重合体エマルジョン粒子(B)を合成する方法が挙げられる。   The method for obtaining the polymer emulsion particles (B) having such a number average particle diameter is not particularly limited, but the hydrolyzable silicon compound (in the presence of a sufficient amount of water for the emulsifier to form micelles) Examples thereof include a method of synthesizing the polymer emulsion particles (B) by so-called emulsion polymerization in which b1) and a vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group are polymerized.

前記重合体エマルジョン粒子(B)の乳化重合方法としては、特に限定されないが、例えば、加水分解性珪素化合物(b1)及び2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)、必要に応じて当該ビニル単量体(b2)と共重合可能な他のビニル単量体(b3)を、そのまま、又は乳化した状態で、一括、分割、又は連続的に反応容器中に滴下し、前記重合触媒の存在下、好ましくは大気圧から必要により10MPaの圧力下で、約30〜150℃の反応温度で重合させる方法が挙げられる。必要に応じて、圧力や反応温度を変更してもよい。加水分解性珪素化合物(b1)及び全ビニル単量体量の総量と、水との比率については、特に限定されないが、最終固形分量(添加する単量体が全て重合した場合に得られる重合体(ビニル(共)重合体及び加水分解性珪素化合物(b1)の重合生成物)の質量の合計(計算値)を元に計算される値)が、0.1〜70質量%、好ましくは1〜55質量%の範囲になるように設定することが好ましい。   The emulsion polymerization method of the polymer emulsion particles (B) is not particularly limited. For example, the hydrolyzable silicon compound (b1) and the vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group, If necessary, another vinyl monomer (b3) copolymerizable with the vinyl monomer (b2) is dropped into the reaction vessel in a batch, divided, or continuously, as it is or in an emulsified state. In the presence of the polymerization catalyst, polymerization is preferably performed at a reaction temperature of about 30 to 150 ° C., preferably from atmospheric pressure to a pressure of 10 MPa if necessary. You may change a pressure and reaction temperature as needed. The ratio of the hydrolyzable silicon compound (b1) and the total amount of vinyl monomers to water is not particularly limited, but the final solid content (the polymer obtained when all of the added monomers are polymerized) (Value calculated based on the total mass (calculated value) of vinyl (co) polymer and hydrolyzable silicon compound (b1)) is 0.1 to 70% by mass, preferably 1 It is preferable to set it in a range of ˜55 mass%.

前記重合体エマルジョン粒子(B)の乳化重合を行うにあたり、重合体エマルジョン粒子(B)の粒子径を成長又は制御するために、予め水相中にエマルジョン粒子を存在させて重合させるシード重合法を行ってもよい。これにより粒子径がより均一な重合体エマルジョン粒子を得ることができる。
前記シード(核)となる物質は、特に限定されず、公知のものを用いることもでき、反応条件等に応じて適宜選択することができる。
重合反応は、系中のpHが好ましくは1.0〜10.0、より好ましくは1.0〜6.0の範囲で進行させればよい。pHは、燐酸二ナトリウムやボラックス、又は、炭酸水素ナトリウム、アンモニア等のpH緩衝剤を用いて調節することが可能である。
In carrying out the emulsion polymerization of the polymer emulsion particles (B), a seed polymerization method in which the emulsion particles are preliminarily present and polymerized in order to grow or control the particle diameter of the polymer emulsion particles (B) is performed. You may go. Thereby, polymer emulsion particles having a more uniform particle diameter can be obtained.
The substance used as the seed (nucleus) is not particularly limited, and a known substance can be used, and can be appropriately selected according to reaction conditions and the like.
The polymerization reaction may be allowed to proceed in the range of pH in the system of preferably 1.0 to 10.0, more preferably 1.0 to 6.0. The pH can be adjusted using a disodium phosphate, borax, or a pH buffer such as sodium bicarbonate or ammonia.

重合体エマルジョン粒子(B)を得る方法としては、重合に必要な水、乳化剤、及び必要に応じて溶剤の存在下で、加水分解性珪素化合物(b1)及び2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)を重合した後、重合生成物がエマルジョンとなるまで水を添加する方法も採用してもよい。   As a method for obtaining the polymer emulsion particles (B), a hydrolyzable silicon compound (b1) and secondary and / or tertiary amide groups in the presence of water, an emulsifier necessary for polymerization, and a solvent as necessary. A method of adding water until the polymerization product becomes an emulsion after polymerizing the vinyl monomer (b2) having the above may be employed.

重合体エマルジョン粒子(B)は、コア/シェル層構造を有していることが好ましい。
さらには、コア層とシェル層とにおいて、柔軟性が異なるものであることが好ましく、シェル層がコア層よりも柔軟であることがより好ましい。
柔軟性は、加水分解性珪素化合物(b1)として、加水分解性官能基を3個以上含む加水分解性珪素化合物(b1−3)を用い、当該加水分解性官能基を3個以上含む加水分解性珪素化合物(b1−3)の、前記2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)と全加水分解性珪素化合物(b1)の合計量に対する重量比率を規定することにより制御することができる。
The polymer emulsion particles (B) preferably have a core / shell layer structure.
Furthermore, the core layer and the shell layer are preferably different in flexibility, and more preferably the shell layer is more flexible than the core layer.
As for the flexibility, a hydrolyzable silicon compound (b1-3) containing 3 or more hydrolyzable functional groups is used as the hydrolyzable silicon compound (b1), and the hydrolyzate containing 3 or more hydrolyzable functional groups. By defining the weight ratio of the functional silicon compound (b1-3) to the total amount of the vinyl monomer (b2) having the secondary and / or tertiary amide group and the total hydrolyzable silicon compound (b1) Can be controlled.

コア層中に含まれる加水分解性官能基を3個以上含む加水分解性珪素化合物(b1−3)成分は、全加水分解性珪素化合物(b1)と、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)との合計量に対する質量比率で、(b1−3)/((b1)+(b2))≧0.20が好ましく、より好ましくは0.35以上である。これにより塗膜強度の向上効果が得られる。
また、シェル層中に含まれる加水分解性官能基を3個以上含む加水分解性珪素化合物(b1−3)成分は、全加水分解性珪素化合物(b1)と、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)との合計量に対する質量比率で、0.01<(b1−3)/((b1)+(b2))<0.20が好ましく、さらには0.1<(b1−3)/((b1)+(b2))<0.3が好ましい。これにより塗膜強度の向上効果が得られる。
The hydrolyzable silicon compound (b1-3) component containing three or more hydrolyzable functional groups contained in the core layer comprises a total hydrolyzable silicon compound (b1), a secondary and / or tertiary amide group. (B1-3) / ((b1) + (b2)) ≧ 0.20 is preferable as a mass ratio with respect to the total amount with the vinyl monomer (b2) having, more preferably 0.35 or more. Thereby, the improvement effect of coating-film intensity | strength is acquired.
Further, the hydrolyzable silicon compound (b1-3) component containing three or more hydrolyzable functional groups contained in the shell layer is composed of a total hydrolyzable silicon compound (b1), a secondary and / or tertiary amide. 0.01 <(b1-3) / ((b1) + (b2)) <0.20 in terms of a mass ratio with respect to the total amount with the vinyl monomer having a group (b2), more preferably 0.1 <(B1-3) / ((b1) + (b2)) <0.3 is preferable. Thereby, the improvement effect of coating-film intensity | strength is acquired.

上述したように、本実施形態の光学塗膜においては、重合体エマルジョン粒子(B)のシェル層がコア層よりも柔軟であることが好ましい。これにより、所望の光学塗膜を効率よく形成することができる。
詳細には、本実施形態の光学塗膜を形成する工程においては、前記金属酸化物(A)及び重合体エマルジョン粒子(B)を含むコーティング層を塗布し、可能し、前駆体を形成し、その後、焼結を行う。すなわち、コーティング組成物から溶媒を除去する乾燥工程で前駆体を形成した後、焼結によって空隙(X)を形成する工程を実施する。当該空隙(X)を形成する工程においては、重合体エマルジョン粒子(B)の全て、あるいは一部を除去される。
その際に、重合体エマルジョン粒子(B)の周囲の金属酸化物(A)層の縮合が急激に進み、塗膜全体が収縮する。ここで、重合体エマルジョン粒子(B)の柔軟性の異なるコア層とシェル層が存在することで塗膜の収縮を緩和し、空隙(X)の崩壊を抑制しながら光学塗膜を形成することができるようになる。その結果、空隙(X)を保持しながら、当該空隙(X)の周囲に密な空隙(Y)が効率的に形成され、高い反射防止性能と強度とを発現することが可能となる。なお、「周囲」とは、空隙(X)の表面に直接接触しているか、あるいは、化学的に相互作用できる程度の距離で存在することを意味する。また、同時に本実施形態の光学塗膜を形成する基材界面と、塗膜中の空隙(X)が直接接することが抑制される。これは重合体エマルジョン粒子(B)が塗膜収縮を緩和することにより、空隙(X)が押しつぶされて基材と接触してしまうことを抑制するためと考えられる。
As described above, in the optical coating film of the present embodiment, it is preferable that the shell layer of the polymer emulsion particles (B) is more flexible than the core layer. Thereby, a desired optical coating film can be formed efficiently.
Specifically, in the step of forming the optical coating film of the present embodiment, a coating layer containing the metal oxide (A) and the polymer emulsion particles (B) is applied, and a precursor is formed. Thereafter, sintering is performed. That is, after the precursor is formed in the drying step of removing the solvent from the coating composition, a step of forming the void (X) by sintering is performed. In the step of forming the void (X), all or part of the polymer emulsion particles (B) are removed.
At that time, the condensation of the metal oxide (A) layer around the polymer emulsion particles (B) proceeds rapidly, and the entire coating film shrinks. Here, the presence of the core layer and the shell layer having different flexibility of the polymer emulsion particles (B) reduces the shrinkage of the coating film, and forms an optical coating film while suppressing the collapse of the void (X). Will be able to. As a result, while maintaining the gap (X), a dense gap (Y) is efficiently formed around the gap (X), and high antireflection performance and strength can be expressed. The term “periphery” means that the surface is in direct contact with the surface of the void (X) or exists at a distance that allows chemical interaction. Moreover, it is suppressed that the base-material interface which forms the optical coating film of this embodiment simultaneously, and the space | gap (X) in a coating film contact | connect directly. This is considered to suppress the voids (X) from being crushed and coming into contact with the substrate by the polymer emulsion particles (B) relaxing the contraction of the coating film.

ここで空隙(X)は、透過型電子顕微鏡(TEM)や走査型電子顕微鏡(SEM)で観察することができる。
空隙(X)は、その全部又は一部が、空気層が充填されており、屈折率が1に極めて近い。
空隙(X)の平均空隙サイズは、長径(L)とそれと直交する短径の最大値(D)との平均値から求めることができる。
空隙(X)の平均空隙サイズは、(L+D)/2>20nmであることが好ましく、塗膜膜厚(d)との関係においては、d>(L+D)/2であることが好ましい。
Here, the void (X) can be observed with a transmission electron microscope (TEM) or a scanning electron microscope (SEM).
The air gap (X) is entirely or partially filled with an air layer, and its refractive index is very close to 1.
The average gap size of the gap (X) can be obtained from the average value of the major axis (L) and the maximum value (D) of the minor axis perpendicular to the major axis (L).
The average gap size of the gap (X) is preferably (L + D) / 2> 20 nm, and in relation to the coating film thickness (d), it is preferably d> (L + D) / 2.

前記加水分解性官能基を3個以上含む加水分解性珪素化合物(b1−3)としては、以下に限定されるものではないが、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン等のテトラアルコキシシラン類;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ペンチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘプチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフロロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフロロプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリn−プロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のトリアルコキシシラン類が挙げられる。   The hydrolyzable silicon compound (b1-3) containing three or more hydrolyzable functional groups is not limited to the following, and examples thereof include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, and tetra-n-propoxysilane. Tetraalkoxysilanes such as tetraisopropoxysilane and tetra-n-butoxysilane; methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltri Ethoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, isopropyltriethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-pentyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-heptyltrimethoxysilane, n- Cutyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3- Chloropropyltriethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2- Hydroxyethyltrimethoxysilane, 2-hydroxyethyltriethoxysilane, 2-hydroxypropyltrimethoxysilane, 2-hydroxypropyltriethoxysilane, 3-hydroxypropiyl Trimethoxysilane, 3-hydroxypropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-glycid Xylpropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 3- (meta ) Acrylicoxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltri-n-propoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyl Examples include trialkoxysilanes such as triisopropoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, and 3-ureidopropyltriethoxysilane.

重合体エマルジョン粒子(B)には、その用途及び使用方法等に応じて、通常、塗料や成型用樹脂に添加配合される成分、例えば、増粘剤、レベリング剤、チクソ化剤、消泡剤、凍結安定剤、艶消し剤、架橋反応触媒、顔料、硬化触媒、架橋剤、充填剤、皮張り防止剤、分散剤、湿潤剤、光安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、レオロジーコントロール剤、消泡剤、成膜助剤、防錆剤、染料、可塑剤、潤滑剤、還元剤、防腐剤、防黴剤、消臭剤、黄変防止剤、静電防止剤又は帯電調整剤等を配合することができる。   The polymer emulsion particles (B) are usually added to and blended with paints and molding resins, for example, thickeners, leveling agents, thixotropic agents, antifoaming agents, depending on the application and usage method. , Freezing stabilizer, Matting agent, Crosslinking reaction catalyst, Pigment, Curing catalyst, Crosslinking agent, Filler, Anti-skinning agent, Dispersant, Wetting agent, Light stabilizer, Antioxidant, UV absorber, Rheology control agent Antifoaming agent, film forming aid, rust preventive agent, dye, plasticizer, lubricant, reducing agent, antiseptic agent, antifungal agent, deodorant agent, yellowing preventive agent, antistatic agent or charge control agent, etc. Can be blended.

<加水分解性珪素化合物(C)>
本実施形態の光学塗膜は、上述した金属酸化物(A)、重合体エマルジョン粒子(B)に加え、加水分解性珪素化合物(C)を、さらに含有してもよい。
当該加水分解性珪素化合物(C)は、下記式(2)、(3)、及び(4)で表される化合物からなる群より選ばれる1種類以上の加水分解性珪素化合物であることが好ましい。
なお、上述した(b1)加水分解性珪素化合物は、重合体エマルジョン粒子(B)を構成する成分であり、当該(B)成分中に一体として組み込まれており、前記加水分解性珪素化合物(C)は、(A)成分及び(B)成分とは別個独立して添加されるものであり、上述した(b1)加水分解性珪素化合物とは明確に区別される。
<Hydrolyzable silicon compound (C)>
The optical coating film of this embodiment may further contain a hydrolyzable silicon compound (C) in addition to the metal oxide (A) and the polymer emulsion particles (B) described above.
The hydrolyzable silicon compound (C) is preferably one or more hydrolyzable silicon compounds selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (2), (3), and (4). .
The above-mentioned (b1) hydrolyzable silicon compound is a component constituting the polymer emulsion particles (B), and is incorporated integrally in the component (B), and the hydrolyzable silicon compound (C ) Is added separately from the component (A) and the component (B), and is clearly distinguished from the above-mentioned (b1) hydrolyzable silicon compound.

1 nSiX4-n ・・・(2)
(式(2)中、R1は水素原子、ハロゲン基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アミノ基、(メタ)アクリロイル基、及びエポキシ基からなる群より選ばれるいずれかを有してもよい、炭素数1〜10のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基又はアリール基を表す。Xは、加水分解性基を表し、nは0〜3の整数である。)
R 1 n SiX 4-n (2)
(In Formula (2), R 1 may have any one selected from the group consisting of a hydrogen atom, a halogen group, a hydroxy group, a mercapto group, an amino group, a (meth) acryloyl group, and an epoxy group, Represents an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group or an aryl group of formulas 1 to 10. X represents a hydrolyzable group, and n is an integer of 0 to 3.

3Si−R2 n−SiX3 ・・・(3)
(式(3)中、X3は加水分解性基を表し、R2は炭素数1〜6のアルキレン基又はフェニレン基を表す。nは0又は1である。)
X 3 Si—R 2 n —SiX 3 (3)
(In the formula (3), X 3 represents a hydrolyzable group, R 2 represents .n representing an alkylene group or a phenylene group having 1 to 6 carbon atoms is 0 or 1.)

3−(O−Si(OR32n−OR3 ・・・(4)
(式(4)中、R3は炭素数1〜6のアルキル基を表す。nは2〜8の整数である。)
R 3 — (O—Si (OR 3 ) 2 ) n —OR 3 (4)
(In the formula (4), R 3 is .n represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is an integer of 2-8.)

<各成分の含有比率>
本実施形態の光学塗膜を形成するコーティング組成物は、金属酸化物(A)と重合体エマルジョン粒子(B)との質量比率((A):(B))が、1:0.05〜1:10であることが好ましく、1:0.1〜1:5であることがより好ましく、1:0.5〜1:3であることがさらに好ましい。
金属酸化物(A)と加水分解性珪素化合物(C)との質量比率((A):(C))は、強度の観点から、1:0.05〜1:5であることが好ましく、1:0.1〜1:3であることがより好ましく、1:0.5〜1:2であることがさらに好ましい。
<Content ratio of each component>
The coating composition for forming the optical coating film of this embodiment has a mass ratio ((A) :( B)) of the metal oxide (A) and the polymer emulsion particles (B) of 1: 0.05 to It is preferably 1:10, more preferably 1: 0.1 to 1: 5, and even more preferably 1: 0.5 to 1: 3.
The mass ratio ((A) :( C)) of the metal oxide (A) and the hydrolyzable silicon compound (C) is preferably 1: 0.05 to 1: 5 from the viewpoint of strength, The ratio is more preferably 1: 0.1 to 1: 3, and further preferably 1: 0.5 to 1: 2.

金属酸化物(A)と重合体エマルジョン粒子(B)との質量比率((A):(B))は、塗膜としたときの耐候性の観点から、(A):(B)=1:0.05以上であることが好ましい。透明性の観点から、1:10以下が好ましい。   The mass ratio ((A) :( B)) between the metal oxide (A) and the polymer emulsion particles (B) is (A) :( B) = 1 from the viewpoint of weather resistance when a coating film is formed. : It is preferable that it is 0.05 or more. From the viewpoint of transparency, it is preferably 1:10 or less.

金属酸化物(A)と加水分解性珪素化合物(C)との質量比率((A):(C))は、機械的強度、耐候性の観点から、1:0.05以上であることが好ましい。また、金属酸化物(A)と加水分解性珪素化合物(C)との質量比率((A):(C))は、空隙率を高め、塗膜を低屈折率とする観点から、1:5以下が好ましい。なお加水分解性珪素化合物(C)の質量とは、加水分解性珪素化合物(C)が加水分解、縮合した後のSiO2換算での質量であるものとする。 The mass ratio ((A) :( C)) of the metal oxide (A) and the hydrolyzable silicon compound (C) is 1: 0.05 or more from the viewpoint of mechanical strength and weather resistance. preferable. In addition, the mass ratio ((A) :( C)) of the metal oxide (A) and the hydrolyzable silicon compound (C) increases the porosity and makes the coating film have a low refractive index. 5 or less is preferable. The mass of the hydrolyzable silicon compound (C) is the mass in terms of SiO 2 after the hydrolyzable silicon compound (C) is hydrolyzed and condensed.

本実施形態の光学塗膜は、上述した加水分解性珪素化合物(C)の加水分解縮合物(C’)を含むことが好ましく、加水分解性珪素化合物(C)の加水分解縮合物(C’)が、重合体エマルジョン粒子の重合体粒子(B’)の表面に結合し、さらに非球状の金属酸化物(a2)が重合体エマルジョン粒子の重合体粒子(B’)の表面に直接、又は球状の金属酸化物(a1)を介して結合している前駆体から空隙(X)を形成される構造体を有していることが好ましい。
あるいは、非球状の金属酸化物(a2)が重合体エマルジョン粒子の重合体粒子(B’)の表面に直接、又は球状の金属酸化物(a1)を介して結合している構造体が前記加水分解性珪素化合物(C)の加水分解縮合物(C’)に被覆され、前記重合体エマルジョン粒子の重合体粒子(B’)に固定化された前駆体を介して空隙(X)が形成されていることが好ましい。このような構造を有する光学塗膜は、反射防止膜として、優れた機械的強度及び耐候性を発揮する。
The optical coating film of this embodiment preferably contains the hydrolysis condensate (C ′) of the hydrolyzable silicon compound (C) described above, and the hydrolysis condensate (C ′) of the hydrolyzable silicon compound (C). ) Are bound to the surface of the polymer particles (B ′) of the polymer emulsion particles, and the non-spherical metal oxide (a2) is directly on the surface of the polymer particles (B ′) of the polymer emulsion particles, or It is preferable to have a structure in which a void (X) is formed from a precursor bonded through a spherical metal oxide (a1).
Alternatively, a structure in which the non-spherical metal oxide (a2) is bonded to the surface of the polymer particles (B ′) of the polymer emulsion particles directly or via the spherical metal oxide (a1) is added to the hydrolyzate. A void (X) is formed through the precursor coated with the hydrolytic condensate (C ′) of the decomposable silicon compound (C) and fixed to the polymer particles (B ′) of the polymer emulsion particles. It is preferable. The optical coating film having such a structure exhibits excellent mechanical strength and weather resistance as an antireflection film.

〔光学塗膜の製造方法〕
本実施形態の光学塗膜は、金属酸化物(A)と、重合体エマルジョン粒子(B)と、必要に応じて加水分解性珪素化合物(C)を含むコーティング組成物を調製し、当該コーティング組成物を塗布して乾燥し、前駆体を形成する工程と、当該前駆体を500℃以上の温度で焼結する工程とにより製造することができる。
[Method for producing optical coating film]
The optical coating film of this embodiment is prepared by preparing a coating composition containing a metal oxide (A), polymer emulsion particles (B), and, if necessary, a hydrolyzable silicon compound (C). It can be manufactured by applying and drying an object to form a precursor and sintering the precursor at a temperature of 500 ° C. or higher.

<コーティング組成物の調製>
コーティング組成物は、金属酸化物(A)、好ましくは球状の金属酸化物(a1)と、アスペクト比(長径/短径)が3〜25の非球状の金属酸化物(a2)とを含む金属酸化物(A)と、重合体エマルジョン粒子(B)とを配合して混合物を得る第1の工程と、当該混合物に酸を添加する第2の工程により、調製することが好ましい。
前記「酸」として、加水分解触媒、縮合触媒としての酸を添加する場合、配合安定性の観点から、先に金属酸化物(A)及び重合体エマルジョン粒子(B)を配合した後に、当該酸を添加することが好ましい。あるいは、金属酸化物(A)の等電点まで酸を添加することで凝集させた後、塩基で中和して安定化させてから重合体エマルジョン粒子(B)を加えてもよい。
<Preparation of coating composition>
The coating composition contains a metal oxide (A), preferably a spherical metal oxide (a1), and a non-spherical metal oxide (a2) having an aspect ratio (major axis / minor axis) of 3 to 25 It is preferable to prepare by the 1st process of mix | blending an oxide (A) and polymer emulsion particle | grains (B), and obtaining a mixture, and the 2nd process of adding an acid to the said mixture.
In the case of adding an acid as a hydrolysis catalyst or a condensation catalyst as the “acid”, from the viewpoint of blending stability, the metal oxide (A) and the polymer emulsion particles (B) are blended first, and then the acid. Is preferably added. Or after making it aggregate by adding an acid to the isoelectric point of a metal oxide (A), after neutralizing and stabilizing with a base, you may add a polymer emulsion particle (B).

前記酸は、以下に限定されるものではないが、例えば、塩酸、フッ酸等のハロゲン化水素類;酢酸、トリクロル酢酸、トリフルオロ酢酸、乳酸等のカルボン酸類;硫酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸等のスルホン酸類;アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルスルホン酸、アルキルスルホコハク酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸、ポリオキシエチレンアルキルアリール硫酸、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルスルホン酸等の酸性乳化剤類;酸性又は弱酸性の無機塩、フタル酸、リン酸、硝酸のような酸性化合物類等が挙げられる。   Examples of the acid include, but are not limited to, hydrogen halides such as hydrochloric acid and hydrofluoric acid; carboxylic acids such as acetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, and lactic acid; sulfuric acid, methanesulfonic acid, p- Sulfonic acids such as toluenesulfonic acid; acidic emulsifiers such as alkylbenzenesulfonic acid, alkylsulfonic acid, alkylsulfosuccinic acid, polyoxyethylene alkylsulfuric acid, polyoxyethylene alkylarylsulfuric acid, polyoxyethylene distyrylphenyl ether sulfonic acid; acidic or Examples include weakly acidic inorganic salts, acidic compounds such as phthalic acid, phosphoric acid, and nitric acid.

前記コーティング組成物の固形分としては、0.1質量%〜15質量%が好ましく、より好ましくは0.2質量%〜5質量%、さらに好ましくは0.5質量%〜3質量%が好ましい。
固形分が15質量%以下であると、乾燥後の膜厚を所望の膜厚に制御することが容易となり好ましい。また、固形分が0.1質量%以上であると、所望の乾燥膜厚を得るためにコーティング組成物を厚く塗装する必要がなく、膜厚の制御が容易になり好ましい。
上述のコーティング組成物の粘度としては、好ましくは20℃において0.1〜2000mPa・sであり、好ましくは1〜100mPa・s、さらに好ましくは2〜10mPa・sである。
As solid content of the said coating composition, 0.1 mass%-15 mass% are preferable, More preferably, 0.2 mass%-5 mass%, More preferably, 0.5 mass%-3 mass% are preferable.
It is preferable that the solid content is 15% by mass or less because it becomes easy to control the film thickness after drying to a desired film thickness. Further, it is preferable that the solid content is 0.1% by mass or more because it is not necessary to apply a thick coating composition in order to obtain a desired dry film thickness, and the film thickness can be easily controlled.
The viscosity of the coating composition is preferably 0.1 to 2000 mPa · s at 20 ° C., preferably 1 to 100 mPa · s, and more preferably 2 to 10 mPa · s.

本実施形態の光学塗膜は、上述のコーティング組成物を基材に塗布し、乾燥させた後、重合体エマルジョン粒子(B)の一部又は全部を除去して空隙(X)を形成させることにより得られる。この空隙(X)を形成する工程については、後述する。   In the optical coating film of this embodiment, the coating composition described above is applied to a substrate and dried, and then part or all of the polymer emulsion particles (B) are removed to form voids (X). Is obtained. The step of forming this void (X) will be described later.

<コーティング組成物を塗布する工程>
上述のようにして調製したコーティング組成物を、目的とする所定の材料(基材と記載する。)上に塗布する。
上述のコーティング組成物を基材に塗布する方法としては、特に限定されないが、例えば、スプレー吹き付け法、フローコーティング法、ロールコート法、刷毛塗り法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、スクリーン印刷法、キャスティング法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法等が挙げられる。生産性の観点からロールコート、スクリーン印刷、グラビア印刷が好ましい。さらには大判の基材上へ塗装する目的ではロールコート法が好ましい。
<The process of apply | coating a coating composition>
The coating composition prepared as described above is applied onto a predetermined material (described as a substrate).
The method for applying the above-described coating composition to the substrate is not particularly limited. For example, spraying, flow coating, roll coating, brush coating, dip coating, spin coating, screen printing, Examples thereof include a casting method, a gravure printing method, a flexographic printing method, and the like. From the viewpoint of productivity, roll coating, screen printing, and gravure printing are preferred. Furthermore, the roll coating method is preferable for the purpose of coating on a large-sized substrate.

上述のコーティング組成物を基材に塗布する膜厚としては、100μm以下が好ましく、より好ましくは50μm以下、さらに好ましくは15μm以下が好ましい。
100μmを超えると均一な塗膜が得られず部分的に厚い膜が形成され外観上好ましいとは言えない。
As a film thickness which apply | coats the above-mentioned coating composition to a base material, 100 micrometers or less are preferable, More preferably, it is 50 micrometers or less, More preferably, 15 micrometers or less are preferable.
If the thickness exceeds 100 μm, a uniform coating film cannot be obtained, and a partially thick film is formed.

<乾燥させる工程>
上記のようにコーティング組成物を基材上に塗布した後、乾燥させ、光学塗膜の前駆体を形成する。
前記乾燥方法としては、特に限定されないが、例えば、自然乾燥、冷風乾燥、熱風乾燥、赤外線乾燥等、これらの組み合わせが挙げられる。
前記乾燥温度としては、5〜700℃が好ましく、10〜300℃がより好ましく、20〜200℃がさらに好ましく、最も好ましくは25℃〜80℃が好ましい。
<Step of drying>
After coating the coating composition on the substrate as described above, the coating composition is dried to form a precursor of the optical coating film.
The drying method is not particularly limited, and examples thereof include natural drying, cold air drying, hot air drying, and infrared drying.
The drying temperature is preferably 5 to 700 ° C, more preferably 10 to 300 ° C, still more preferably 20 to 200 ° C, and most preferably 25 to 80 ° C.

<焼結工程>
さらに、前記光学塗膜の前駆体を、空隙形成工程として500℃以上の温度で焼結する。
好ましくは、500℃〜800℃、より好ましくは600℃〜700℃、さらに好ましくは、600℃〜650℃での熱処理や高圧水銀灯等の紫外線照射等を行うことで焼結し、塗膜中に空隙を形成することが可能である。
<Sintering process>
Furthermore, the precursor of the optical coating film is sintered at a temperature of 500 ° C. or higher as a void forming step.
Preferably, sintering is performed by performing heat treatment at 600 ° C. to 800 ° C., more preferably 600 ° C. to 700 ° C., more preferably 600 ° C. to 650 ° C., ultraviolet irradiation such as a high-pressure mercury lamp, and the like in the coating film. It is possible to form voids.

本実施形態の光学塗膜は、透明性、反射防止特性の面から、厚みが0.05〜10μmであることが好ましい。   The optical coating film of this embodiment preferably has a thickness of 0.05 to 10 μm in terms of transparency and antireflection properties.

本実施形態の光学塗膜を形成するための、上述したコーティング組成物を塗布する基材としては、用途に応じて適宜選択することができ、特に限定されないが、例えば、合成樹脂、天然樹脂等の有機基材や、ガラス等の無機基材や、それらの組み合わせ等を挙げることができる。   The substrate on which the above-described coating composition for forming the optical coating film of the present embodiment is applied can be appropriately selected depending on the application, and is not particularly limited. For example, synthetic resins, natural resins, etc. Organic base materials, inorganic base materials such as glass, and combinations thereof.

本実施形態の光学塗膜は、耐候性の観点から、基材上に形成される塗膜であって、金属酸化物(A)及び/又は加水分解性珪素化合物(C)の加水分解縮合物(C’)が、直接基材に結合していることが好ましい。   The optical coating film of this embodiment is a coating film formed on a substrate from the viewpoint of weather resistance, and is a hydrolysis condensate of a metal oxide (A) and / or a hydrolyzable silicon compound (C). (C ′) is preferably directly bonded to the substrate.

本実施形態の光学塗膜は、表面水接触角が、防汚性の観点から120°以下であることが好ましく、より好ましくは40°以下、さらに好ましくは20°以下である。
該反射防止膜の表面水接触角は、例えば40℃以下であると親水性の汚れを防ぐ効果があり、40℃以上であると親油性の汚れがふき取りやすくなる効果がある。
なお、本実施の形態において、表面水接触角は後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
The optical coating film of this embodiment preferably has a surface water contact angle of 120 ° or less, more preferably 40 ° or less, and still more preferably 20 ° or less from the viewpoint of antifouling properties.
When the surface water contact angle of the antireflection film is, for example, 40 ° C. or less, there is an effect of preventing hydrophilic dirt, and when it is 40 ° C. or more, there is an effect that lipophilic dirt is easily wiped off.
In the present embodiment, the surface water contact angle can be measured by the method described in Examples described later.

(用途)
本実施形態の光学塗膜は、透明性、反射防止特性に優れているので、太陽電池用の部材(ガラス、及びモジュール等)、太陽電池用集光レンズ、光電池、液晶ディスプレイ、メガネ、窓ガラス、テレビ等において、光透過性の向上及び/又は映り込みの防止を必要としている部材の反射防止膜として用いることができる。
(Use)
Since the optical coating film of the present embodiment is excellent in transparency and antireflection properties, solar cell members (glass, modules, etc.), solar cell condensing lenses, photovoltaic cells, liquid crystal displays, glasses, window glass In televisions and the like, it can be used as an antireflection film for members that require improved light transmission and / or prevention of reflection.

以下、本発明について、具体的な実施例及び比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to specific examples and comparative examples, but the present invention is not limited thereto.

後述する合成例、実施例及び比較例における、各種の物性は下記の方法で測定した。
((1)平均粒子径(nm)の測定)
金属酸化物(A)について、50,000〜100,000倍に拡大し、球状の金属酸化物(A)の粒子が100個〜200個写るように調整して透過型顕微鏡写真を撮影した。
次いで、撮影された各金属酸化物(A)の粒子径(長径と短径)を測定し、それらの平均値((長径+短径)/2)を求め、平均粒子径とした。
Various physical properties in Synthesis Examples, Examples, and Comparative Examples described later were measured by the following methods.
((1) Measurement of average particle diameter (nm))
The metal oxide (A) was magnified 50,000 to 100,000 times, and adjusted so that 100 to 200 spherical metal oxide (A) particles appeared, and a transmission micrograph was taken.
Next, the particle diameter (major axis and minor axis) of each photographed metal oxide (A) was measured, and an average value thereof ((major axis + minor axis) / 2) was obtained and used as an average particle diameter.

((2)全光線透過率(%)の測定)
後述する実施例及び比較例で製造した試験板について、日本国日本電色工業株式会社製濁度計NDH2000を用いて、JIS K7361−1に規定される方法により、全光線透過率を測定した。
((2) Measurement of total light transmittance (%))
About the test plate manufactured by the Example and comparative example which are mentioned later, total light transmittance was measured by the method prescribed | regulated to JISK7361-1 using Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. turbidimeter NDH2000.

((3)鉛筆硬度の測定)
後述する実施例及び比較例で製造した光学塗膜から、JIS S6006が規定する試験用鉛筆を製造し、当該試験用鉛筆を用いて、JIS K5400に規定される鉛筆硬度の評価方法に従い、1kg荷重における鉛筆硬度を評価した。
((3) Measurement of pencil hardness)
A test pencil specified by JIS S6006 is manufactured from optical coating films manufactured in Examples and Comparative Examples described later, and 1 kg load is applied according to the pencil hardness evaluation method specified in JIS K5400 using the test pencil. The pencil hardness was evaluated.

((4)表面水接触角(°)の測定)
後述する実施例及び比較例で製造した光学塗膜の表面に脱イオン水の滴(1.0μL)を乗せ、20℃で10秒間放置した。その後、日本国協和界面科学製CA−X150型接触角計を用いて初期接触角を測定した。光学塗膜に対する水の接触角が小さいほど、皮膜表面の親水性が高いと評価した。
((4) Measurement of surface water contact angle (°))
A drop of deionized water (1.0 μL) was placed on the surface of the optical coating film produced in Examples and Comparative Examples described later, and left at 20 ° C. for 10 seconds. Thereafter, the initial contact angle was measured using a CA-X150 contact angle meter manufactured by Kyowa Interface Science, Japan. The smaller the contact angle of water with the optical coating film, the higher the hydrophilicity of the coating surface.

((5)耐候性試験)
後述する実施例及び比較例で製造した試験板について、加速環境試験器(エスペック(株)製、EHS−411)を用い、温度135℃、湿度85%の環境下、4時間放置する耐候性試験を行った。なお、耐候性試験後の試験板の全光線透過率を上記(2)に記載した方法に従い測定した。
((5) Weather resistance test)
For the test plates produced in the examples and comparative examples described later, a weathering test is allowed to stand for 4 hours in an environment of 135 ° C. and 85% humidity using an accelerated environment tester (EHS-411, manufactured by Espec Corp.). Went. In addition, the total light transmittance of the test plate after the weather resistance test was measured according to the method described in the above (2).

((6)空隙(X)(Y)の平均空隙サイズの測定)
カンタクロム社製オートソーブ−1」を用い、窒素吸着法によって空隙の容積を測定し、平均空隙サイズを求めた。なお、細孔直径が18nm以下の細孔については、BJH法により空隙の容積を測定し、平均空隙サイズを求めた。
((6) Measurement of average void size of void (X) (Y))
The volume of voids was measured by a nitrogen adsorption method using “Canthochrome Autosorb-1” to determine the average void size. In addition, about the pore whose pore diameter is 18 nm or less, the volume of the space | gap was measured by BJH method and the average space | gap size was calculated | required.

((7)重合体エマルジョン粒子の数平均粒子径)
後述する合成例により製造した重合体エマルジョン粒子(B)の数平均粒子径は、動的光散乱式粒度分布測定装置(日機装社製、商品名マイクロトラックUPA)により測定した。
((7) Number average particle diameter of polymer emulsion particles)
The number average particle diameter of the polymer emulsion particles (B) produced by the synthesis example described later was measured with a dynamic light scattering type particle size distribution analyzer (trade name: Microtrac UPA, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

((8)AR値、AR変化率)
後述する実施例及び比較例により製造した試験板の、耐候性試験前後の全光線透過率、基材の全光線透過率を用いて、下記式(6)、(7)により、AR値、AR変化率を算出した。
((8) AR value, AR change rate)
Using the total light transmittance before and after the weather resistance test and the total light transmittance of the base material of the test plates manufactured according to Examples and Comparative Examples described later, the AR value, AR by the following formulas (6) and (7) The rate of change was calculated.

Figure 2014203006
Figure 2014203006

Figure 2014203006
Figure 2014203006

上記ARが2%以上であることにより、反射防止特性が良好であると評価できる。
前記AR変化率の絶対値が50%以下であることにより、耐候性が良好であると評価できる。
When the AR is 2% or more, it can be evaluated that the antireflection characteristic is good.
When the absolute value of the AR change rate is 50% or less, it can be evaluated that the weather resistance is good.

((9)基材界面と、空隙(X)との接触)
後述する実施例及び比較例で得られた光学塗膜の試験板について、TEM(日立製S550、加圧電圧30kV)で塗膜断面を観察した結果、空隙(X)が直接基材と接しているか否かを評価した。
((9) Contact between substrate interface and void (X))
As a result of observing the coating film cross section with TEM (Hitachi S550, pressurization voltage 30 kV) for the optical coating film test plates obtained in Examples and Comparative Examples described later, the gap (X) is in direct contact with the substrate. Evaluated whether or not.

((10)重合体エマルジョン粒子(B)のコア層、シェル層における、(b1−3)比率)
重合体エマルジョン粒子(B)の、コア層、シェル層における、加水分解性官能基を3つ以上含む加水分解性珪素化合物(b1−3)の、ビニル単量体(b2)と全加水分解性珪素化合物(b1)との合計量に対する質量比率((b1−3)/((b1)+(b2))を、算出した。
((10) (b1-3) ratio in the core layer and shell layer of the polymer emulsion particles (B))
Vinyl monomer (b2) and total hydrolyzability of hydrolyzable silicon compound (b1-3) containing three or more hydrolyzable functional groups in the core layer and shell layer of polymer emulsion particles (B) The mass ratio ((b1-3) / ((b1) + (b2)) to the total amount with the silicon compound (b1) was calculated.

〔合成例〕
以下、後述する実施例及び比較例において用いた重合体エマルジョン粒子(B)の合成例を記載する。
(合成例1)
<重合体エマルジョン粒子(B−1)水分散体の合成>
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水1600g、及びドデシルベンゼンスルホン酸7gを投入した後、撹拌しながら80℃に加温して混合液(1)を得た。
得られた混合液(1)に、コア層としてジメチルジメトキシシラン185g及びフェニルトリメトキシシラン(b1−3)117gの混合液(2)を、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下して混合液(3)を得た。
その後、反応容器中の温度が80℃の状態で混合液(3)を約1時間撹拌した。
次に、得られた混合液(3)に、シェル層としてアクリル酸ブチル150g、テトラエトキシシラン(b1−3)30g、フェニルトリメトキシシラン(b1−3)145g、及び3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(b1−3)1.3gの混合液(4)と、ジエチルアクリルアミド165g、アクリル酸3g、反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化(株)製、固形分25質量%水溶液)13g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、及びイオン交換水1900gの混合液(5)とを、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下して混合物(6)を得た。
さらに熱養生として、反応容器中の温度が80℃の状態で混合物(6)を約2時間撹拌した。
その後、混合物(6)を室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過し、精製水で濃度を調整して数平均粒子径87nmの重合体エマルジョン粒子(B−1)の水分散体(固形分10質量%、pH3.2)を得た。
(Synthesis example)
Hereinafter, synthesis examples of the polymer emulsion particles (B) used in Examples and Comparative Examples described later are described.
(Synthesis Example 1)
<Synthesis of Polymer Emulsion Particle (B-1) Water Dispersion>
A reactor having a reflux condenser, a dropping tank, a thermometer, and a stirring device was charged with 1600 g of ion-exchanged water and 7 g of dodecylbenzenesulfonic acid, and then heated to 80 ° C. with stirring to prepare the mixed liquid (1). Obtained.
To the obtained mixed liquid (1), a mixed liquid (2) of 185 g of dimethyldimethoxysilane and 117 g of phenyltrimethoxysilane (b1-3) as a core layer was added while maintaining the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. It was dripped over 2 hours and the liquid mixture (3) was obtained.
Thereafter, the mixed liquid (3) was stirred for about 1 hour while the temperature in the reaction vessel was 80 ° C.
Next, 150 g of butyl acrylate, 30 g of tetraethoxysilane (b1-3), 145 g of phenyltrimethoxysilane (b1-3), and 3-methacryloxypropyltrimethoxy as a shell layer were added to the obtained mixed liquid (3). Silane (b1-3) 1.3 g mixed solution (4), diethylacrylamide 165 g, acrylic acid 3 g, reactive emulsifier (trade name “Adekaria Soap SR-1025”, manufactured by Asahi Denka Co., Ltd., solid content 25 (5% by weight aqueous solution) 13 g, a mixed solution (5) of 2% by weight aqueous ammonium persulfate 40 g, and 1900 g of ion-exchanged water were added dropwise simultaneously over a period of about 2 hours while maintaining the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. Thus, a mixture (6) was obtained.
Further, as a heat curing, the mixture (6) was stirred for about 2 hours while the temperature in the reaction vessel was 80 ° C.
Thereafter, the mixture (6) was cooled to room temperature, filtered through a 100-mesh wire mesh, the concentration was adjusted with purified water, and an aqueous dispersion (solid content) of polymer emulsion particles (B-1) having a number average particle diameter of 87 nm. 10% by mass, pH 3.2) was obtained.

(合成例2)
<重合体エマルジョン粒子(B−2)水分散体の合成>
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水1600g、及びドデシルベンゼンスルホン酸12gを投入した後、撹拌しながら80℃に加温して混合液(1)を得た。
得られた混合液(1)に、コア層としてジメチルジメトキシシラン185g及びフェニルトリメトキシシラン(b1−3)151gの混合液(2)を、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下して混合液(3)を得た。
その後、反応容器中の温度が80℃の状態で混合液(3)を約1時間撹拌した。
次に、得られた混合液(3)に、シェル層としてアクリル酸ブチル150g、テトラエトキシシラン(b1−3)30g、フェニルトリメトキシシラン(b1−3)145g、及び3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(b1−3)1.3gの混合液(4)と、ジエチルアクリルアミド165g、アクリル酸3g、反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化(株)製、固形分25質量%水溶液)13g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、及びイオン交換水1900gの混合液(5)とを、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下して混合物(6)を得た。
さらに熱養生として、反応容器中の温度が80℃の状態で混合物(6)を約2時間撹拌した。
その後、混合物(6)を室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過し、製水で濃度を調整して数平均粒子径40nmの重合体エマルジョン粒子(B−2)の水分散体(固形分10質量%、pH3.2)を得た。
(Synthesis Example 2)
<Synthesis of Polymer Emulsion Particle (B-2) Water Dispersion>
A reactor having a reflux condenser, a dropping tank, a thermometer, and a stirring device was charged with 1600 g of ion-exchanged water and 12 g of dodecylbenzenesulfonic acid, and then heated to 80 ° C. with stirring to prepare the mixed liquid (1). Obtained.
To the obtained mixture (1), a mixture (2) of 185 g of dimethyldimethoxysilane and 151 g of phenyltrimethoxysilane (b1-3) as a core layer was added in a state where the temperature in the reaction vessel was kept at 80 ° C. It was dripped over 2 hours and the liquid mixture (3) was obtained.
Thereafter, the mixed liquid (3) was stirred for about 1 hour while the temperature in the reaction vessel was 80 ° C.
Next, 150 g of butyl acrylate, 30 g of tetraethoxysilane (b1-3), 145 g of phenyltrimethoxysilane (b1-3), and 3-methacryloxypropyltrimethoxy as a shell layer were added to the obtained mixed liquid (3). Silane (b1-3) 1.3 g mixed solution (4), diethylacrylamide 165 g, acrylic acid 3 g, reactive emulsifier (trade name “Adekaria Soap SR-1025”, manufactured by Asahi Denka Co., Ltd., solid content 25 (5% by weight aqueous solution) 13 g, a mixed solution (5) of 2% by weight aqueous ammonium persulfate 40 g, and 1900 g of ion-exchanged water were added dropwise simultaneously over a period of about 2 hours while maintaining the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. Thus, a mixture (6) was obtained.
Further, as a heat curing, the mixture (6) was stirred for about 2 hours while the temperature in the reaction vessel was 80 ° C.
Thereafter, the mixture (6) was cooled to room temperature, filtered through a 100-mesh wire mesh, the concentration was adjusted with water, and an aqueous dispersion (solid content) of polymer emulsion particles (B-2) having a number average particle diameter of 40 nm. 10% by mass, pH 3.2) was obtained.

(合成例3)
<重合体エマルジョン粒子(B−3)水分散体の合成>
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水1600g、及びドデシルベンゼンスルホン酸12gを投入した後、撹拌しながら80℃に加温して混合液(1)を得た。
得られた混合液(1)に、コア層としてジメチルジメトキシシラン185g及びフェニルトリメトキシシラン(b1−3)117gの混合液(2)を、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下して混合液(3)を得た。
その後、反応容器中の温度が80℃の状態で混合液(3)を約1時間撹拌した。
次に、得られた混合液(3)に、シェル層としてアクリル酸ブチル150g、テトラエトキシシラン(b1−3)30g、フェニルトリメトキシシラン(b1−3)105g、及び3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(b1−3)1.3gの混合液(4)と、ジエチルアクリルアミド165g、アクリル酸3g、反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化(株)製、固形分25質量%水溶液)13g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、及びイオン交換水1900gの混合液(5)とを、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下して混合物(6)を得た。
さらに熱養生として、反応容器中の温度が80℃の状態で混合物(6)を約2時間撹拌した。
その後、混合物(6)を室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過し、精製水で濃度を調整して数平均粒子径45nmの重合体エマルジョン粒子(B−3)の水分散体(固形分10質量%、pH3.2)を得た。
(Synthesis Example 3)
<Synthesis of Polymer Emulsion Particle (B-3) Water Dispersion>
A reactor having a reflux condenser, a dropping tank, a thermometer, and a stirring device was charged with 1600 g of ion-exchanged water and 12 g of dodecylbenzenesulfonic acid, and then heated to 80 ° C. with stirring to prepare the mixed liquid (1). Obtained.
To the obtained mixed liquid (1), a mixed liquid (2) of 185 g of dimethyldimethoxysilane and 117 g of phenyltrimethoxysilane (b1-3) as a core layer was added while maintaining the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. It was dripped over 2 hours and the liquid mixture (3) was obtained.
Thereafter, the mixed liquid (3) was stirred for about 1 hour while the temperature in the reaction vessel was 80 ° C.
Next, 150 g of butyl acrylate, 30 g of tetraethoxysilane (b1-3), 105 g of phenyltrimethoxysilane (b1-3), and 3-methacryloxypropyltrimethoxy as a shell layer were added to the obtained mixed liquid (3). Silane (b1-3) 1.3 g mixed solution (4), diethylacrylamide 165 g, acrylic acid 3 g, reactive emulsifier (trade name “Adekaria Soap SR-1025”, manufactured by Asahi Denka Co., Ltd., solid content 25 (5% by weight aqueous solution) 13 g, a mixed solution (5) of 2% by weight aqueous ammonium persulfate 40 g, and 1900 g of ion-exchanged water were added dropwise simultaneously over a period of about 2 hours while maintaining the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. Thus, a mixture (6) was obtained.
Further, as a heat curing, the mixture (6) was stirred for about 2 hours while the temperature in the reaction vessel was 80 ° C.
Thereafter, the mixture (6) is cooled to room temperature, filtered through a 100-mesh wire mesh, the concentration is adjusted with purified water, and an aqueous dispersion (solid content) of polymer emulsion particles (B-3) having a number average particle diameter of 45 nm. 10% by mass, pH 3.2) was obtained.

(合成例4)
<重合体エマルジョン粒子(B−4)水分散体の合成>
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水1600g、及びドデシルベンゼンスルホン酸12gを投入した後、撹拌しながら80℃に加温して混合液(1)を得た。
得られた混合液(1)に、コア層としてジメチルジメトキシシラン185g及びフェニルトリメトキシシラン(b1−3)72gの混合液(2)を、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下して混合液(3)を得た。
その後、反応容器中の温度が80℃の状態で混合液(3)を約1時間撹拌した。
次に、得られた混合液(3)に、シェル層としてアクリル酸ブチル150g、テトラエトキシシラン(b1−3)30g、フェニルトリメトキシシラン(b1−3)92g、及び3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(b1−3)1.3gの混合液(4)と、ジエチルアクリルアミド165g、アクリル酸3g、反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化(株)製、固形分25質量%水溶液)13g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、及びイオン交換水1900gの混合液(5)とを、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下して混合物(6)を得た。
さらに熱養生として、反応容器中の温度が80℃の状態で混合物(6)を約2時間撹拌した。
その後、混合物(6)を室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過し、精製水で濃度を調整して数平均粒子径42nmの重合体エマルジョン粒子(B−4)の水分散体(固形分10質量%、pH3.2)を得た。
(Synthesis Example 4)
<Synthesis of Polymer Emulsion Particle (B-4) Water Dispersion>
A reactor having a reflux condenser, a dropping tank, a thermometer, and a stirring device was charged with 1600 g of ion-exchanged water and 12 g of dodecylbenzenesulfonic acid, and then heated to 80 ° C. with stirring to prepare the mixed liquid (1). Obtained.
To the obtained mixed liquid (1), a mixed liquid (2) of 185 g of dimethyldimethoxysilane and 72 g of phenyltrimethoxysilane (b1-3) as a core layer was added in a state where the temperature in the reaction vessel was kept at 80 ° C. It was dripped over 2 hours and the liquid mixture (3) was obtained.
Thereafter, the mixed liquid (3) was stirred for about 1 hour while the temperature in the reaction vessel was 80 ° C.
Next, 150 g of butyl acrylate, 30 g of tetraethoxysilane (b1-3), 92 g of phenyltrimethoxysilane (b1-3), and 3-methacryloxypropyltrimethoxy were added as a shell layer to the obtained mixed liquid (3). Silane (b1-3) 1.3 g mixed solution (4), diethylacrylamide 165 g, acrylic acid 3 g, reactive emulsifier (trade name “Adekaria Soap SR-1025”, manufactured by Asahi Denka Co., Ltd., solid content 25 (5% by weight aqueous solution) 13 g, a mixed solution (5) of 2% by weight aqueous ammonium persulfate 40 g, and 1900 g of ion-exchanged water were added dropwise simultaneously over a period of about 2 hours while maintaining the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. Thus, a mixture (6) was obtained.
Further, as a heat curing, the mixture (6) was stirred for about 2 hours while the temperature in the reaction vessel was 80 ° C.
Thereafter, the mixture (6) is cooled to room temperature, filtered through a 100-mesh wire mesh, the concentration is adjusted with purified water, and an aqueous dispersion (solid content) of polymer emulsion particles (B-4) having a number average particle diameter of 42 nm. 10% by mass, pH 3.2) was obtained.

(合成例5)
<重合体エマルジョン粒子(B−5)水分散体の合成>
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水2600g、及びドデシルベンゼンスルホン酸12g、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルの25%水溶液(エマルゲン950、花王(株)製)20部を投入した後、撹拌しながら80℃に加温して混合液(1)を得た。
得られた混合液(1)に、コア層としてメタクリル酸18g、メタクリル酸メチル216g、アクリル酸ブチル216g、及び3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(b1−3)6.9g、メチルトリメトキシシラン101g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、の混合液(2)を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下して混合液(3)を得た。
その後、反応容器中の温度が80℃の状態で混合液(3)を約1時間撹拌した。
次に、得られた混合液(3)に、シェル層としてアクリル酸ブチル245g、メタクリル酸メチル245g、アクリル酸10g、反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化(株)製、固形分25質量%水溶液)13g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、及びイオン交換水1900gの混合液(4)とを、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下して混合物(5)を得た。
さらに熱養生として、反応容器中の温度が80℃の状態で混合物(5)を約2時間撹拌した。
その後、混合物(5)を室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過し、精製水で濃度を調整して数平均粒子径120nmの重合体エマルジョン粒子(B−5)の水分散体(固形分10質量%、pH3.2)を得た。
(Synthesis Example 5)
<Synthesis of Polymer Emulsion Particle (B-5) Water Dispersion>
In a reactor having a reflux condenser, a dropping tank, a thermometer and a stirring device, 2600 g of ion-exchanged water, 12 g of dodecylbenzenesulfonic acid, 25% aqueous solution of polyoxyethylene nonylphenyl ether (Emulgen 950, manufactured by Kao Corporation) After adding 20 parts, the mixture was heated to 80 ° C. with stirring to obtain a mixed solution (1).
In the resulting mixture (1), 18 g of methacrylic acid, 216 g of methyl methacrylate, 216 g of butyl acrylate, 6.9 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (b1-3), and 101 g of methyltrimethoxysilane were used as the core layer. Then, a mixed solution (2) of 2% by weight aqueous solution of ammonium persulfate (40 g) was dropped over about 2 hours while keeping the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. to obtain a mixed solution (3).
Thereafter, the mixed liquid (3) was stirred for about 1 hour while the temperature in the reaction vessel was 80 ° C.
Next, 245 g of butyl acrylate, 245 g of methyl methacrylate, 10 g of acrylic acid, a reactive emulsifier (trade name “Adekaria Soap SR-1025”, Asahi Denka Co., Ltd.) was added to the resulting mixture (3) as a shell layer. Manufactured solution, solid content 25 mass% aqueous solution) 13 g, ammonium persulfate 2 mass% aqueous solution 40 g and ion-exchanged water 1900 g mixed liquid (4) for about 2 hours with the temperature in the reaction vessel maintained at 80 ° C. The mixture (5) was obtained by dripping simultaneously.
Further, as a heat curing, the mixture (5) was stirred for about 2 hours while the temperature in the reaction vessel was 80 ° C.
Thereafter, the mixture (5) is cooled to room temperature, filtered through a 100-mesh wire mesh, the concentration is adjusted with purified water, and an aqueous dispersion (solid content) of polymer emulsion particles (B-5) having a number average particle diameter of 120 nm. 10% by mass, pH 3.2) was obtained.

〔合成例6〕
・重合体エマルジョン粒子(B−6)水分散体の合成
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水2600g、及びドデシルベンゼンスルホン酸12g、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルの25%水溶液(エマルゲン950、花王(株)製)20部を投入した後、撹拌しながら80℃に加温して混合液(1)を得た。
得られた混合液(1)に、コア層としてメタクリル酸18g、メタクリル酸メチル216g、アクリル酸ブチル216g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、の混合液(2)を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下して混合液(3)を得た。
その後、反応容器中の温度が80℃の状態で混合液(3)を約1時間撹拌した。
次に、得られた混合液(3)に、シェル層としてアクリル酸ブチル245g、メタクリル酸メチル245g、アクリル酸10g、及び3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(b1−3)6.9g、メチルトリメトキシシラン101g、反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化(株)製、固形分25質量%水溶液)13g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、及びイオン交換水1900gの混合液(4)とを、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下して混合物(5)を得た。
さらに熱養生として、反応容器中の温度が80℃の状態で混合物(5)を約2時間撹拌した。
その後、0.1Nのアンモニア水を徐々に加え、混合物のpHが8になるまで撹拌した。
混合物(5)100メッシュの金網で濾過し、精製水で濃度を調整して数平均粒子径120nmの重合体エマルジョン粒子(B−6)の水分散体(固形分10質量%)を得た。
[Synthesis Example 6]
-Synthesis of polymer emulsion particle (B-6) aqueous dispersion In a reactor having a reflux condenser, a dropping tank, a thermometer and a stirrer, 2600 g of ion-exchanged water, 12 g of dodecylbenzenesulfonic acid, polyoxyethylene nonylphenyl After adding 20 parts of a 25% aqueous solution of ether (Emulgen 950, manufactured by Kao Corporation), the mixture was heated to 80 ° C. with stirring to obtain a mixed solution (1).
A mixed liquid (2) of 18 g of methacrylic acid, 216 g of methyl methacrylate, 216 g of butyl acrylate, and 40 g of a 2 mass% aqueous solution of ammonium persulfate as a core layer was added to the obtained mixed liquid (1) at a temperature of 80 in the reaction vessel. The mixture (3) was obtained by dropwise addition over about 2 hours while maintaining the temperature.
Thereafter, the mixed liquid (3) was stirred for about 1 hour while the temperature in the reaction vessel was 80 ° C.
Next, 245 g of butyl acrylate, 245 g of methyl methacrylate, 10 g of acrylic acid and 6.9 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (b1-3), methyltril as a shell layer were added to the obtained mixed liquid (3). 101 g of methoxysilane, 13 g of reactive emulsifier (trade name “Adekaria Soap SR-1025”, manufactured by Asahi Denka Co., Ltd., solid content 25% by mass aqueous solution), 40 g of 2% by mass aqueous solution of ammonium persulfate, and 1900 g of ion-exchanged water The mixture (4) was added dropwise simultaneously over about 2 hours while maintaining the temperature in the reaction vessel at 80 ° C. to obtain a mixture (5).
Further, as a heat curing, the mixture (5) was stirred for about 2 hours while the temperature in the reaction vessel was 80 ° C.
Thereafter, 0.1N aqueous ammonia was gradually added and stirred until the pH of the mixture reached 8.
The mixture (5) was filtered through a 100-mesh wire mesh, and the concentration was adjusted with purified water to obtain an aqueous dispersion (solid content 10% by mass) of polymer emulsion particles (B-6) having a number average particle size of 120 nm.

〔合成例7〕
・重合体エマルジョン粒子(B−7)水分散体の合成
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水2600g、及びドデシルベンゼンスルホン酸12g、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルの25%水溶液(エマルゲン950、花王(株)製)20部を投入した後、撹拌しながら80℃に加温して混合液(1)を得た。
得られた混合液(1)に、コア層としてメタクリル酸18g、メタクリル酸メチル216g、アクリル酸ブチル216g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、の混合液(2)を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下して混合液(3)を得た。
その後、反応容器中の温度が80℃の状態で混合液(3)を約1時間撹拌した。
次に、得られた混合液(3)に、シェル層としてアクリル酸ブチル245g、メタクリル酸メチル245g、アクリル酸10g、メチルトリメトキシシラン101g、反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化(株)製、固形分25質量%水溶液)13g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、及びイオン交換水1900gの混合液(4)とを、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下して混合物(5)を得た。
さらに熱養生として、反応容器中の温度が80℃の状態で混合物(5)を約2時間撹拌した。
その後、0.1Nのアンモニア水を徐々に加え、混合物のpHが8になるまで撹拌した。
混合物(5)100メッシュの金網で濾過し、精製水で濃度を調整して数平均粒子径140nmの重合体エマルジョン粒子(B−7)の水分散体(固形分10質量%)を得た。
[Synthesis Example 7]
-Synthesis of polymer emulsion particle (B-7) aqueous dispersion In a reactor having a reflux condenser, a dropping tank, a thermometer and a stirring device, 2600 g of ion-exchanged water, 12 g of dodecylbenzenesulfonic acid, polyoxyethylene nonylphenyl After adding 20 parts of a 25% aqueous solution of ether (Emulgen 950, manufactured by Kao Corporation), the mixture was heated to 80 ° C. with stirring to obtain a mixed solution (1).
A mixed liquid (2) of 18 g of methacrylic acid, 216 g of methyl methacrylate, 216 g of butyl acrylate, and 40 g of a 2 mass% aqueous solution of ammonium persulfate as a core layer was added to the obtained mixed liquid (1) at a temperature of 80 in the reaction vessel. The mixture (3) was obtained by dropwise addition over about 2 hours while maintaining the temperature.
Thereafter, the mixed liquid (3) was stirred for about 1 hour while the temperature in the reaction vessel was 80 ° C.
Next, 245 g of butyl acrylate, 245 g of methyl methacrylate, 10 g of acrylic acid, 101 g of methyltrimethoxysilane, reactive emulsifier (trade name “ADEKA rear soap SR-1025” were added to the obtained mixed liquid (3) as a shell layer. , Manufactured by Asahi Denka Co., Ltd., 25 g solid solution (solid content 25 wt%), a mixed solution (4) of 2 wt% ammonium persulfate aqueous solution 40 g, and 1900 g ion-exchanged water, the temperature in the reaction vessel is kept at 80 ° C. The mixture (5) was obtained by dripping simultaneously over about 2 hours.
Further, as a heat curing, the mixture (5) was stirred for about 2 hours while the temperature in the reaction vessel was 80 ° C.
Thereafter, 0.1N aqueous ammonia was gradually added and stirred until the pH of the mixture reached 8.
The mixture (5) was filtered through a 100-mesh wire mesh, and the concentration was adjusted with purified water to obtain an aqueous dispersion (solid content 10% by mass) of polymer emulsion particles (B-7) having a number average particle diameter of 140 nm.

〔実施例1〕
重合体エマルジョン粒子(B)として合成例1で合成した重合体エマルジョン粒子(B−1)の水分散体を用いた。球状の金属酸化物(A)の原料として平均粒子径5nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスOXS(表1中、「ST−OXS」と記載する)」、日産化学工業(株)製、固形分10質量%)を用いた。
加水分解性珪素化合物(C)としてテトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製)を用いた。
これらを、表1に記載の固形分質量比で混合し、固形分2%となるように20%エタノール水で調整した後、攪拌し、コーティング組成物(E−1)を得た。
[Example 1]
An aqueous dispersion of the polymer emulsion particles (B-1) synthesized in Synthesis Example 1 was used as the polymer emulsion particles (B). Water-dispersed colloidal silica having an average particle size of 5 nm (trade name “Snowtex OXS (described as“ ST-OXS ”in Table 1)”) as a raw material for the spherical metal oxide (A), manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. , Solid content of 10% by mass).
Tetraethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as the hydrolyzable silicon compound (C).
These were mixed at a solid content mass ratio shown in Table 1, adjusted with 20% ethanol water so as to have a solid content of 2%, and then stirred to obtain a coating composition (E-1).

基材(5cm×5cmの白板ガラス)に上記コーティング組成物(E−1)を、スピンコーターを用いて膜厚が100nmとなるよう塗布した後、25℃で60分間乾燥し、さらに電気炉中で600℃、3分間焼結した後に急冷してから塗膜(F−1)を有する試験板(G−1)を得た。
このとき塗膜(F−1)中の組成比(コーティング組成物の固形分換算で計算した各成分の質量比率と同様)は、(A)/(B’)/(C’)=300/100/45となった。
なお、(B’)は、前記焼結後に得られる重合体エマルジョン粒子(B)に由来する重合体粒子であり、(C’)は、前記焼結後に得られる加水分解性珪素化合物(C)の加水分解縮合物とする。
The coating composition (E-1) was applied to a substrate (5 cm × 5 cm white glass) using a spin coater so as to have a film thickness of 100 nm, then dried at 25 ° C. for 60 minutes, and further in an electric furnace After being sintered at 600 ° C. for 3 minutes, it was quenched and a test plate (G-1) having a coating film (F-1) was obtained.
At this time, the composition ratio in the coating film (F-1) (similar to the mass ratio of each component calculated in terms of solid content of the coating composition) is (A) / (B ′) / (C ′) = 300 / It became 100/45.
In addition, (B ′) is a polymer particle derived from the polymer emulsion particles (B) obtained after the sintering, and (C ′) is a hydrolyzable silicon compound (C) obtained after the sintering. The hydrolysis condensate of

〔実施例2〕
塗膜(F−1)中の組成比(コーティング組成物の固形分換算で計算した各成分の質量比率と同様)を、(A)/(B’)/(C’)=150/100/15とした。その他の条件は実施例1と同様にして試験板(G−2)を得た。得られた試験板(G−2)の評価結果を表1に示す。
[Example 2]
The composition ratio in the coating film (F-1) (similar to the mass ratio of each component calculated in terms of solid content of the coating composition) is (A) / (B ′) / (C ′) = 150/100 / It was set to 15. Other conditions were the same as in Example 1 to obtain a test plate (G-2). The evaluation results of the obtained test plate (G-2) are shown in Table 1.

〔実施例3〕
重合体エマルジョン粒子(B)として、合成例2で合成した重合体エマルジョン粒子(B−2)の水分散体を用いた。その他の条件は実施例1と同様にして試験板(G−3)を得た。得られた試験板(G−3)の評価結果を表1に示す。
Example 3
As the polymer emulsion particles (B), an aqueous dispersion of the polymer emulsion particles (B-2) synthesized in Synthesis Example 2 was used. Other conditions were the same as in Example 1 to obtain a test plate (G-3). The evaluation results of the obtained test plate (G-3) are shown in Table 1.

〔実施例4〕
重合体エマルジョン粒子(B)として、合成例3で合成した重合体エマルジョン粒子(B−3)の水分散体を用いた。その他の条件は実施例1と同様にして試験板(G−4)を得た。得られた試験板(G−4)の評価結果を表1に示す。
Example 4
As the polymer emulsion particles (B), an aqueous dispersion of the polymer emulsion particles (B-3) synthesized in Synthesis Example 3 was used. Other conditions were the same as in Example 1 to obtain a test plate (G-4). The evaluation results of the obtained test plate (G-4) are shown in Table 1.

〔実施例5〕
球状の金属酸化物(A)の原料として、平均粒子径10nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスOS(表1中、「ST−OS」と記載する。)」、日産化学工業(株)製、固形分20質量%)を用いた。その他の条件は、実施例1と同様にして試験板(G−5)を得た。得られた試験板(G−5)の評価結果を表1に示す。
Example 5
As a raw material for the spherical metal oxide (A), water-dispersed colloidal silica having an average particle diameter of 10 nm (trade name “Snowtex OS (indicated as“ ST-OS ”in Table 1)”), Nissan Chemical Co., Ltd. ), 20% by mass solid content). Other conditions were the same as in Example 1 to obtain a test plate (G-5). The evaluation results of the obtained test plate (G-5) are shown in Table 1.

〔実施例6〕
テトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製)の代わりにメチルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製)を用いた。その他の条件は、実施例1と同様にして試験板(G−6)を得た。得られた試験板(G−6)の評価結果を表1に示す。
Example 6
Instead of tetraethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), methyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used. Other conditions were the same as in Example 1 to obtain a test plate (G-6). The evaluation results of the obtained test plate (G-6) are shown in Table 1.

〔実施例7〕
各成分の質量比率を、(A)/(B’)/(C’)=200/100/100に調整した。その他の条件は、実施例1と同様にして試験板(G−7)を得た。得られた試験板(G−7)の評価結果を表1に示す。
Example 7
The mass ratio of each component was adjusted to (A) / (B ′) / (C ′) = 200/100/100. Other conditions were the same as in Example 1 to obtain a test plate (G-7). The evaluation results of the obtained test plate (G-7) are shown in Table 1.

〔実施例8〕
重合体エマルジョン粒子(B)として合成例4で合成した重合体エマルジョン粒子(B−4)の水分散体を用いた。その他の条件は、実施例1と同様にして試験板(G−8)を得た。得られた試験板(G−8)の評価結果を表1に示す。
Example 8
An aqueous dispersion of the polymer emulsion particles (B-4) synthesized in Synthesis Example 4 was used as the polymer emulsion particles (B). Other conditions were the same as in Example 1 to obtain a test plate (G-8). The evaluation result of the obtained test plate (G-8) is shown in Table 1.

〔実施例9〕
各成分の質量比率を、(A)/(B’)/(C’)=300/100/0に調整した。その他の条件は、実施例8と同様にして試験板(G−9)を得た。得られた試験板(G−9)の評価結果を表1に示す。
Example 9
The mass ratio of each component was adjusted to (A) / (B ′) / (C ′) = 300/100/0. Other conditions were the same as in Example 8, and a test plate (G-9) was obtained. The evaluation results of the obtained test plate (G-9) are shown in Table 1.

〔比較例1〕
重合体エマルジョン粒子(B)として合成例5で合成した重合体エマルジョン粒子(B−5)の水分散体を用いた。その他の条件は、実施例1と同様にして試験板(G−11)を得た。得られた試験板(G−11)の評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
An aqueous dispersion of the polymer emulsion particles (B-5) synthesized in Synthesis Example 5 was used as the polymer emulsion particles (B). Other conditions were the same as in Example 1 to obtain a test plate (G-11). Table 1 shows the evaluation results of the obtained test plate (G-11).

〔比較例2〕
重合体エマルジョン粒子(B)として合成例6で合成した重合体エマルジョン粒子(B−6)の水分散体、球状の金属酸化物(A)の原料として平均粒子径4nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「NALCO1115」、NalcoCompany製、固形分16.5質量%)を、表1に記載の固形分質量比で混合し、固形分2%となるように20%エタノール水で調整した後、攪拌しコーティング組成物(E−10)を得た。
基材(5cm×5cmの白板ガラス)に、上記コーティング組成物(E−10)を、スピンコーターを用いて膜厚が100nmとなるよう塗布した後、25℃で60分間乾燥し、さらに電気炉中で600℃、3分間焼結した後に急冷してから塗膜(F−10)を有する試験板(G−12)を得た。このとき、前記塗膜(F−10)中の組成比(コーティング組成物の固形分換算で計算した各成分の質量比率と同様)は、(A)/(B’)/(C’)=90/10/0となるように調整した。
その他の条件は、実施例1と同様にして試験板(G−12)を得た。得られた試験板(G−12)の評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
An aqueous dispersion of the polymer emulsion particles (B-6) synthesized in Synthesis Example 6 as the polymer emulsion particles (B), and an aqueous dispersion colloidal silica having an average particle diameter of 4 nm as a raw material for the spherical metal oxide (A) (product) The name “NALCO1115” (manufactured by Nalco Company, solid content: 16.5% by mass) was mixed at a solid content mass ratio shown in Table 1 and adjusted with 20% ethanol water to a solid content of 2%, followed by stirring. A coating composition (E-10) was obtained.
The coating composition (E-10) was applied to a base material (5 cm × 5 cm white glass) using a spin coater so as to have a film thickness of 100 nm, and then dried at 25 ° C. for 60 minutes. Then, after sintering at 600 ° C. for 3 minutes, the test plate (G-12) having the coating film (F-10) was obtained after quenching. At this time, the composition ratio in the coating film (F-10) (similar to the mass ratio of each component calculated in terms of solid content of the coating composition) is (A) / (B ′) / (C ′) = It adjusted so that it might become 90/10/0.
Other conditions were the same as in Example 1 to obtain a test plate (G-12). The evaluation results of the obtained test plate (G-12) are shown in Table 1.

〔比較例3〕
重合体エマルジョン粒子(B)として重合体エマルジョン粒子(B−7)(アクリルエマルジョン、固形分32%、pH7.7、粘度150mPa・s、酸価39、ガラス転移温度74℃、最低成膜温度−10℃)、球状の金属酸化物(A)の原料として平均粒子径4nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「NALCO1115」、NalcoCompany製、固形分16.5質量%)を、表1に記載の固形分質量比で混合した。その後、0.1N塩酸水溶液でpHを2.5に調整し、さらに固形分が2%となるように20%エタノール水で調整してコーティング組成物(E−11)を得た。
基材(5cm×5cmの白板ガラス)に上記コーティング組成物(E−11)を、スピンコーターを用いて膜厚が100nmとなるよう塗布した後、25℃で60分間乾燥し、さらに電気炉中で600℃、3分間焼結した後に急冷してから塗膜(F−11)を有する試験板(G−13)を得た。このとき塗膜(F−11)中の組成比(コーティング組成物の固形分換算で計算した各成分の質量比率と同様)は、(A)/(B’)/(C’)=90/10/0となった。
その他の条件は、実施例1と同様にして試験板(G−13)を得た。得られた試験板(G−13)の評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
Polymer emulsion particles (B-7) as polymer emulsion particles (B) (acrylic emulsion, solid content 32%, pH 7.7, viscosity 150 mPa · s, acid value 39, glass transition temperature 74 ° C., minimum film formation temperature − 10 ° C.), water-dispersed colloidal silica having an average particle diameter of 4 nm (trade name “NALCO1115”, manufactured by Nalco Company, solid content of 16.5% by mass) as a raw material for the spherical metal oxide (A), Mixed at a partial mass ratio. Thereafter, the pH was adjusted to 2.5 with a 0.1N hydrochloric acid aqueous solution, and further adjusted with 20% ethanol water so that the solid content was 2% to obtain a coating composition (E-11).
The coating composition (E-11) was applied to a substrate (5 cm × 5 cm white glass) using a spin coater so as to have a film thickness of 100 nm, then dried at 25 ° C. for 60 minutes, and further in an electric furnace After being sintered at 600 ° C. for 3 minutes, it was quenched and a test plate (G-13) having a coating film (F-11) was obtained. At this time, the composition ratio in the coating film (F-11) (similar to the mass ratio of each component calculated in terms of solid content of the coating composition) is (A) / (B ′) / (C ′) = 90 / It became 10/0.
Other conditions were the same as in Example 1 to obtain a test plate (G-13). The evaluation results of the obtained test plate (G-13) are shown in Table 1.

上述した実施例1〜9及び比較例1〜3の評価結果を下記表1に示す。
なお、表1中、右端欄には、前記実施例1〜9、比較例1〜3で用いた基材(5cm×5cmの白板ガラス)のみの全光線透過率及び水接触角のデータを示す。
The evaluation results of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3 described above are shown in Table 1 below.
In Table 1, the rightmost column shows the total light transmittance and water contact angle data of only the base materials (5 cm × 5 cm white plate glass) used in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3. .

Figure 2014203006
Figure 2014203006

表1に示すように、実施例1〜9においては、耐候性試験後においても、全光線透過率が高く、優れた反射防止効果を有し、また、実用上十分な機械的強度を有していることが分かった。
一方、比較例1〜3においては、耐候性試験後において全反射透過率が低下し、反射防止特性が低下したことが確認された。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 9, even after the weather resistance test, the total light transmittance is high, has an excellent antireflection effect, and has a practically sufficient mechanical strength. I found out.
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, it was confirmed that the total reflection transmittance was lowered after the weather resistance test, and the antireflection characteristics were lowered.

本発明の光学塗膜は、太陽電池、光電池、液晶ディスプレイ、メガネ、窓ガラス、テレビ等の、光透過性の向上及び/又は映り込みの防止を必要としている部材の反射防止膜や、これらの部材の防汚コートとして産業上の利用可能性を有している。   The optical coating film of the present invention is an antireflection film of a member that needs to improve light transmission and / or prevent reflection, such as a solar cell, a photovoltaic cell, a liquid crystal display, glasses, a window glass, a television, and the like. It has industrial applicability as an antifouling coating for members.

Claims (10)

基材上に形成された塗膜よりなる光学塗膜であって、
前記塗膜中には、長径(L)とそれと直交する短径の最大値(D)の平均値:((L+D)/2)が、20nm以上の空隙(X)を有し、
前記空隙(X)の長径(L)と短径(D)とが1<L/Dであり、
前記空隙(X)が前記基材との界面において、当該基材と非接触である光学塗膜。
An optical coating consisting of a coating formed on a substrate,
In the coating film, the average value of the major axis (L) and the maximum value of the minor axis perpendicular to it (D): ((L + D) / 2) has a gap (X) of 20 nm or more,
The major axis (L) and minor axis (D) of the void (X) are 1 <L / D,
An optical coating film in which the gap (X) is not in contact with the base material at the interface with the base material.
前記空隙(X)の周囲に前記平均空隙サイズが20nm未満の空隙(Y)を、さらに有する請求項1に記載の光学塗膜。   The optical coating film according to claim 1, further comprising voids (Y) having an average void size of less than 20 nm around the voids (X). 前記光学塗膜が、金属酸化物(A)及び重合体エマルジョン粒子(B)を含むコーティング組成物を塗布し、乾燥して形成される光学塗膜の前駆体を、600℃以上の温度で焼結することにより形成されたものである、請求項1又は2記載の光学塗膜。   The optical coating film is formed by applying a coating composition containing a metal oxide (A) and polymer emulsion particles (B) and drying the precursor of the optical coating film at a temperature of 600 ° C. or higher. The optical coating film according to claim 1, wherein the optical coating film is formed by bonding. 前記重合体エマルジョン粒子(B)が、コア/シェル層構造からなる粒子であり、
前記重合体エマルジョン粒子(B)は、加水分解性珪素化合物(b1)と、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)とを、重合体単量体として含み、
前記コア層中における、加水分解性官能基を3個以上含む加水分解性珪素化合物(b1−3)の割合が、前記2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)と前記加水分解性珪素化合物(b1)との合計量に対する質量比率で、
(b1−3)/((b1)+(b2))≧0.20である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光学塗膜。
The polymer emulsion particles (B) are particles having a core / shell layer structure,
The polymer emulsion particles (B) include a hydrolyzable silicon compound (b1) and a vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group as a polymer monomer,
The ratio of the hydrolyzable silicon compound (b1-3) containing 3 or more hydrolyzable functional groups in the core layer is such that the vinyl monomer (b2) having the secondary and / or tertiary amide group In a mass ratio to the total amount with the hydrolyzable silicon compound (b1),
The optical coating film according to claim 1, wherein (b1-3) / ((b1) + (b2)) ≧ 0.20.
前記重合体エマルジョン粒子(B)が、コア/シェル層構造からなる粒子であり、
前記重合体エマルジョン粒子(B)は、加水分解性珪素化合物(b1)と、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)とを、重合単量体として含み、
前記シェル層中における、加水分解性官能基を3個以上含む加水分解性珪素化合物(b1−3)の割合が、前記2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)と前記加水分解性珪素化合物(b1)との合計量に対する質量比率で、
0.01<(b1−3)/((b1)+(b2))<0.20
である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光学塗膜。
The polymer emulsion particles (B) are particles having a core / shell layer structure,
The polymer emulsion particles (B) include a hydrolyzable silicon compound (b1) and a vinyl monomer (b2) having a secondary and / or tertiary amide group as a polymerization monomer,
The ratio of the hydrolyzable silicon compound (b1-3) containing three or more hydrolyzable functional groups in the shell layer is such that the vinyl monomer (b2) having the secondary and / or tertiary amide group has In a mass ratio to the total amount with the hydrolyzable silicon compound (b1),
0.01 <(b1-3) / ((b1) + (b2)) <0.20
The optical coating film according to any one of claims 1 to 4, wherein
金属酸化物(A)と重合体エマルジョン粒子(B)とを含むコーティング組成物を塗布し、乾燥して、光学塗膜の前駆体を形成する工程と、
前記前駆体を500℃以上の温度で焼結し、光学塗膜を形成する工程と、
を有する、光学塗膜の製造方法。
Applying a coating composition comprising a metal oxide (A) and polymer emulsion particles (B) and drying to form a precursor of an optical coating;
Sintering the precursor at a temperature of 500 ° C. or higher to form an optical coating;
A method for producing an optical coating film comprising:
前記光学塗膜が反射防止膜である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の光学塗膜。   The optical coating film according to any one of claims 1 to 5, wherein the optical coating film is an antireflection film. 請求項7に記載の反射防止膜を含む太陽電池用ガラス。   A glass for solar cell comprising the antireflection film according to claim 7. 請求項7に記載の反射防止膜を含む太陽電池モジュール。   A solar cell module comprising the antireflection film according to claim 7. 請求項7に記載の反射防止膜を含む太陽電池用集光レンズ。   The condensing lens for solar cells containing the anti-reflective film of Claim 7.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015018230A (en) * 2013-06-13 2015-01-29 旭化成株式会社 Precursor for forming optical coating, optical coating, and method of producing optical coating
JP2016045408A (en) * 2014-08-25 2016-04-04 旭化成株式会社 Optical coating film, manufacturing method therefor, and anti-reflection film
JP2016084374A (en) * 2014-10-22 2016-05-19 旭化成株式会社 Optical coating film and anti-reflection film
JP2016184023A (en) * 2015-03-25 2016-10-20 旭化成株式会社 Coating film for solar cell cover glass and method for producing the same
JP2016188990A (en) * 2015-03-30 2016-11-04 旭化成株式会社 Coating film for solar cell and method for producing the same
JP2016199660A (en) * 2015-04-09 2016-12-01 旭化成株式会社 Coating composition, antireflection film and method of producing antireflection film
JP2016219545A (en) * 2015-05-18 2016-12-22 旭化成株式会社 Coating film for solar cell
JP2017114950A (en) * 2015-12-21 2017-06-29 旭化成株式会社 Coating film and method for producing coating film
JP2017149869A (en) * 2016-02-25 2017-08-31 旭化成株式会社 Aqueous composition, aqueous paint, coating film, and coated product
WO2019065771A1 (en) * 2017-09-29 2019-04-04 富士フイルム株式会社 Coating composition, layered product, method for producing same, solar cell module and porous film
JP2019157124A (en) * 2018-03-06 2019-09-19 株式会社エフコンサルタント Aqueous coating material
WO2022176510A1 (en) * 2021-02-19 2022-08-25 藤倉化成株式会社 Anti-fog coating

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001100003A (en) * 1999-09-28 2001-04-13 Fuji Photo Film Co Ltd Antireflection film and image display device
JP2003195016A (en) * 2001-12-14 2003-07-09 Eastman Kodak Co Light diffuser
US20040234724A1 (en) * 2003-05-22 2004-11-25 Eastman Kodak Company Immisible polymer filled optical elements
JP2009035594A (en) * 2007-07-31 2009-02-19 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd Base material with transparent coating, and coating material for forming transparent coating
WO2010018852A1 (en) * 2008-08-13 2010-02-18 旭硝子株式会社 Coating compositions and articles with formed coating films
US20100086801A1 (en) * 2008-09-25 2010-04-08 Russell Thomas P Method of producing nanopatterned articles, and articles produced thereby
WO2010050263A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 旭硝子株式会社 Hollow particle, method for producing the same, coating composition and article
WO2010104146A1 (en) * 2009-03-11 2010-09-16 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Coating composition, coating film, laminate, and process for production of laminate
JP2012030489A (en) * 2010-07-30 2012-02-16 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd Substrate with transparent film and coating to form transparent film
JP2012219209A (en) * 2011-04-11 2012-11-12 Asahi Kasei E-Materials Corp Composite composition, method for producing coating film using the composite composition, coating film obtained by the method, and member with the coating film

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001100003A (en) * 1999-09-28 2001-04-13 Fuji Photo Film Co Ltd Antireflection film and image display device
JP2003195016A (en) * 2001-12-14 2003-07-09 Eastman Kodak Co Light diffuser
US20040234724A1 (en) * 2003-05-22 2004-11-25 Eastman Kodak Company Immisible polymer filled optical elements
JP2009035594A (en) * 2007-07-31 2009-02-19 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd Base material with transparent coating, and coating material for forming transparent coating
WO2010018852A1 (en) * 2008-08-13 2010-02-18 旭硝子株式会社 Coating compositions and articles with formed coating films
US20100086801A1 (en) * 2008-09-25 2010-04-08 Russell Thomas P Method of producing nanopatterned articles, and articles produced thereby
WO2010050263A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 旭硝子株式会社 Hollow particle, method for producing the same, coating composition and article
WO2010104146A1 (en) * 2009-03-11 2010-09-16 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Coating composition, coating film, laminate, and process for production of laminate
JP2012030489A (en) * 2010-07-30 2012-02-16 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd Substrate with transparent film and coating to form transparent film
JP2012219209A (en) * 2011-04-11 2012-11-12 Asahi Kasei E-Materials Corp Composite composition, method for producing coating film using the composite composition, coating film obtained by the method, and member with the coating film

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015018230A (en) * 2013-06-13 2015-01-29 旭化成株式会社 Precursor for forming optical coating, optical coating, and method of producing optical coating
JP2016045408A (en) * 2014-08-25 2016-04-04 旭化成株式会社 Optical coating film, manufacturing method therefor, and anti-reflection film
JP2016084374A (en) * 2014-10-22 2016-05-19 旭化成株式会社 Optical coating film and anti-reflection film
JP2016184023A (en) * 2015-03-25 2016-10-20 旭化成株式会社 Coating film for solar cell cover glass and method for producing the same
JP2016188990A (en) * 2015-03-30 2016-11-04 旭化成株式会社 Coating film for solar cell and method for producing the same
JP2016199660A (en) * 2015-04-09 2016-12-01 旭化成株式会社 Coating composition, antireflection film and method of producing antireflection film
JP2016219545A (en) * 2015-05-18 2016-12-22 旭化成株式会社 Coating film for solar cell
JP2017114950A (en) * 2015-12-21 2017-06-29 旭化成株式会社 Coating film and method for producing coating film
JP2017149869A (en) * 2016-02-25 2017-08-31 旭化成株式会社 Aqueous composition, aqueous paint, coating film, and coated product
WO2019065771A1 (en) * 2017-09-29 2019-04-04 富士フイルム株式会社 Coating composition, layered product, method for producing same, solar cell module and porous film
JP2019157124A (en) * 2018-03-06 2019-09-19 株式会社エフコンサルタント Aqueous coating material
JP7307557B2 (en) 2018-03-06 2023-07-12 株式会社エフコンサルタント water-based coating
WO2022176510A1 (en) * 2021-02-19 2022-08-25 藤倉化成株式会社 Anti-fog coating
CN116457429A (en) * 2021-02-19 2023-07-18 藤仓化成株式会社 Anti-fog paint

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