JP2015116731A - Substrate with repellent coating film and manufacturing method therefor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate with a repellent coating film especially excellent in repellency, and also excellent in transparency, haze, hardness, scratch resistance, abrasion resistance, adhesiveness and the like.SOLUTION: There is provided a substrate with a repellent coating film consisting of a substrate and a repellent coating film on a surface of the substrate where the repellent coating film consists of a particle layer containing a metal oxide particle in which a surface of a metal oxide particle for substrate (A) is coated by a metal oxide particle for coating (B) and an overcoat layer on the metal oxide particle layer, the surface of the repellent coating film has an uneven structure with an average height (T) of the projection portion in a range of 50 to 500 nm and an average distance between projection portions (pitch width) (W) in the range of 20 to 1000 nm, and the substrate is fiber or fabric and a contact angle with water is in the range of 100 to 180°.

Description

本発明は、撥水性被膜付基材およびその製造方法に関する。特に、撥水性に優れるとともに透明性、ヘーズ、硬度、強度、耐擦傷性、耐摩耗性、密着性等に優れた撥水性被膜付基材およびその製造方法とに関する。   The present invention relates to a substrate with a water-repellent coating and a method for producing the same. In particular, the present invention relates to a substrate with a water-repellent coating that is excellent in water repellency and excellent in transparency, haze, hardness, strength, scratch resistance, abrasion resistance, adhesion, and the like, and a method for producing the same.

一般に固体表面がフラクタル構造を有している場合、固体表面が親水的な場合には親水性が向上して超親水性を示し、逆に固体表面が疎水的な場合には撥水性が向上して超撥水性を示すことが知られている。   In general, when the solid surface has a fractal structure, when the solid surface is hydrophilic, the hydrophilicity is improved and super hydrophilicity is exhibited. Conversely, when the solid surface is hydrophobic, the water repellency is improved. It is known that it exhibits super water repellency.

特許文献1(特開2005−343016号公報)には、基材表面に超撥水性被膜を被覆した超撥水性被膜被覆物品において、超撥水性被膜が微粒子集合体からなる突起体及び撥水性膜を備えた、被膜の被覆領域において、突起体が存在する部分と存在しない部分とが混在し、かつ、突起体が存在する部分の被膜表面に突起体による凹凸が形成されている超撥水性被膜被覆物品が開示されている。   Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-343016) discloses a super-water-repellent film-coated article in which a super-water-repellent film is coated on the surface of a base material, and a protrusion and a water-repellent film in which the super-water-repellent film is a fine particle aggregate. A super-water-repellent coating in which in the coating area of the coating, there are a portion where the protrusion is present and a portion where the protrusion is not present, and the surface of the coating where the protrusion is present is uneven A coated article is disclosed.

具体的には、三次元に結合したコロイダルシリカとアルキルアルコキシシランとフッ素を含有するアルキルアルコキシシランを混合し、撥水材料と珪素酸化物微粒子との共加水分解・縮重合物を調製し、これを撥水処理用分散液として用い、フローコート法にて塗布し、自然乾燥して超撥水処理ガラス基板を調製している。   Specifically, colloidal silica bonded in three dimensions, alkylalkoxysilane, and alkylalkoxysilane containing fluorine are mixed to prepare a cohydrolyzed / condensed polymer of water repellent material and silicon oxide fine particles. Is used as a dispersion for water repellent treatment, applied by a flow coat method, and naturally dried to prepare a super water repellent treated glass substrate.

また、特許文献2(WO2003/039856号公報)には、基体と、基体の表面に形成された微小凹凸を有する下地膜と、下地膜の微小凹凸上に形成された撥水性皮膜とを含む超撥水性基体であって、撥水性皮膜の表面形状が、粒子状突起物と、粒子状突起物よりも基板の表面から測定した高さが高い柱状突起物とにより構成された超撥水性基体が開示されている。   Patent Document 2 (WO2003 / 039856) discloses a superstructure including a base, a base film having micro unevenness formed on the surface of the base, and a water-repellent film formed on the micro unevenness of the base film. A super-water-repellent substrate comprising a water-repellent substrate, wherein the surface shape of the water-repellent coating is composed of particulate protrusions and columnar protrusions having a height measured from the surface of the substrate higher than the particulate protrusions. It is disclosed.

その具体的製造方法は、テトラクロロシランのデカメチルシクロペンタシロキサン溶液を、シリカを主成分とする下地膜である凹凸下地膜形成用塗布液として調製し、別途、フッ素を含有するアルキルアルコキシシランのデカメチルシクロペンタシロキサン溶液を撥水処理剤として調製し、まず、自動車用ウインドシールドガラスの表面に凹凸下地膜形成用塗布液を塗布し、静置した後、撥水処理剤を塗布し、静置した後エチルアルコールで洗浄して表面の撥水処理剤を完全に洗い流し、(焼成することなく)自然乾燥して撥水処理されたウインドシールドガラスを調製している。   Specifically, a decamethylcyclopentasiloxane solution of tetrachlorosilane is prepared as a coating liquid for forming an uneven base film that is a base film containing silica as a main component, and a decamethylalkoxysilane containing fluorine is separately prepared. Prepare a methylcyclopentasiloxane solution as a water repellent treatment agent. First, apply a coating solution for forming an uneven base film on the surface of a windshield glass for automobiles and leave it standing, then apply a water repellent treatment agent and leave it still. After that, it is washed with ethyl alcohol to completely wash away the water repellent agent on the surface, and is naturally dried (without firing) to prepare a windshield glass which has been subjected to water repellent treatment.

特許文献3(特開2004−137137号公報)には、表面に微小凹凸を有した珪素酸化物を主成分とする皮膜が被覆された物品であって、微小凹凸は、微小突起および柱状突起により構成されていることを特徴とする皮膜被覆物品が開示されている。その製造方法として、クロルシリル基含有化合物を、シリコン油を主成分とする溶媒に溶解した塗布溶液を塗布することで、かかる構造を有する皮膜が形成できる旨開示されている。   Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-137137) discloses an article coated with a film mainly composed of silicon oxide having fine irregularities on the surface, and the fine irregularities are formed by minute protrusions and columnar protrusions. A film-coated article characterized by being configured is disclosed. As its production method, it is disclosed that a film having such a structure can be formed by applying a coating solution in which a chlorosilyl group-containing compound is dissolved in a solvent mainly composed of silicon oil.

特許文献4(特開平8−40748号公報)には、ガラス基板と、基板の表面に、表面処理することなく成膜した状態でマイクロピット状表層、凹凸状表層、凸状表層のうち少なくとも1種以上の表層形状を呈している酸化物薄膜あるいは混合酸化物薄膜で成る下地層と、該下地層の上に、少なくともフルオロアルキルシランと、酸化アンチモンをドーパントとする酸化錫の粒子と、シリコーン化合物と、水と、有機溶媒からなる混合溶液に、酸をフルオロアルキルシラン1molに対して5×10-4 mol 〜2×10-2 molになるよう添加した撥水撥油液を塗布成膜した薄膜である撥水層とからなることを特徴とする撥水性ガラスが開示されている。 In Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-40748), at least one of a micropit-like surface layer, a concavo-convex surface layer, and a convex surface layer in a state where a film is formed on the surface of the glass substrate and the substrate without surface treatment. An underlayer composed of an oxide thin film or mixed oxide thin film having a surface layer shape of more than one species, tin oxide particles containing at least fluoroalkylsilane and antimony oxide as a dopant on the underlayer, and a silicone compound Then, a water / oil repellent liquid in which an acid is added to 5 × 10 −4 mol to 2 × 10 −2 mol with respect to 1 mol of fluoroalkylsilane was applied to a mixed solution composed of water and an organic solvent. A water repellent glass comprising a water repellent layer that is a thin film is disclosed.

具体的には、シリカゾル(分子量約3,000)とシリカゾル(分子量約100,000)を特定モル比での混合物のイソプロピルアルコール分散液を下地膜形成用のコーティング溶液として用いて下地層を形成し、別途、撥水撥油液として、シリカゾル(分子量約3,000)のエタノール溶液と酸化アンチモンをドーパントとする酸化錫の粒子(粒子径20nm)とソプロピルアルコールとヘプタデカトリデシルフルオロアルキルシラン、硝酸水溶液との混合物を塗布し、250℃で乾燥して撥水ガラスを調製している。   Specifically, an underlayer is formed using an isopropyl alcohol dispersion of a mixture of silica sol (molecular weight of about 3,000) and silica sol (molecular weight of about 100,000) at a specific molar ratio as a coating solution for forming the underlayer. Separately, as a water / oil repellent solution, an ethanol solution of silica sol (molecular weight of about 3,000) and tin oxide particles (particle size 20 nm) using antimony oxide as a dopant, propyl alcohol and heptadecatridecylfluoroalkylsilane, A mixture with an aqueous nitric acid solution is applied and dried at 250 ° C. to prepare a water-repellent glass.

特開2005−343016号公報JP 2005-343016 A WO2003/039856号公報WO2003 / 039856 特開2004−137137号公報JP 2004-137137 A 特開平8−40748号公報JP-A-8-40748

しかしながら、特許文献1の方法では、珪素酸化物微粒子が不均一に積層した被膜が形成され、表面に形成される凹凸が比較的大きく、被膜の基材への密着性、強度が不充分となり、撥水性の再現性が十分得られない場合があった。   However, in the method of Patent Document 1, a film in which silicon oxide fine particles are laminated non-uniformly is formed, the unevenness formed on the surface is relatively large, and the adhesion and strength of the film to the substrate are insufficient. In some cases, the reproducibility of water repellency could not be obtained sufficiently.

また、特許文献2の方法では、下地膜形成成分、撥水処理剤の加水分解、重縮合が不十分となるためか、被膜の強度、硬度が充分得られない場合があり、撥水性も初期値は高いものの、摩耗等により大きく低下する場合があった。   In addition, in the method of Patent Document 2, hydrolysis and polycondensation of the base film forming component and the water repellent treatment agent may be insufficient, or the strength and hardness of the coating may not be sufficiently obtained. Although the value was high, it sometimes dropped significantly due to wear or the like.

さらに、特許文献3では、初期の接触角は超撥水性を示すものの、乾布を用いた耐摩耗試験後の接触角は大きく低下する問題があった。 特許文献4のように、自動車用ワイパーを用いた耐摩耗性試後の水に対する接触角の低下は小さいものの、初期接触角も耐摩耗性試後の接触角、耐候性試験後の接触角も約110〜100程度と接触角が150℃以上の超撥水性は得られていない。   Further, in Patent Document 3, although the initial contact angle exhibits super water repellency, there is a problem that the contact angle after the abrasion resistance test using a dry cloth is greatly reduced. As in Patent Document 4, although the decrease in contact angle with water after a wear resistance test using an automobile wiper is small, the initial contact angle, the contact angle after the wear resistance test, and the contact angle after the weather resistance test are both Super water repellency of about 110 to 100 and a contact angle of 150 ° C. or higher is not obtained.

上記したように、用途・用法によっては、さらに撥水性の向上、撥水性膜の基材との密着性、耐摩耗性、耐擦傷性等の向上、加えて、これら性能を長期にわたって維持することが求められている。   As described above, depending on the application and usage, further improvement of water repellency, improvement of adhesion of the water-repellent film to the substrate, wear resistance, scratch resistance, etc., in addition to maintaining these performances over a long period of time Is required.

本発明者等は、上記問題点に鑑み鋭意検討した結果、基体用金属酸化物粒子(A)の表面を被覆用金属酸化物微粒子(B)で被覆された金属酸化物粒子から粒子層を構成して、所定の凹凸構造を有する撥水性膜を形成すると、撥水性が高く、基材との密着性、耐摩耗性、耐擦傷性等の向上、加えて、これら性能を長期にわたって維持することが可能となることを見出した。   As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors constituted a particle layer from metal oxide particles in which the surface of the metal oxide particles (A) for the substrate was coated with the metal oxide fine particles (B) for coating. When a water-repellent film having a predetermined concavo-convex structure is formed, water repellency is high, adhesion to the base material, wear resistance, scratch resistance, etc. are improved, and in addition, these performances are maintained over a long period of time. Found that it would be possible.

そして、本発明者らは、このような被膜は、ガラス基材上に前記金属酸化物粒子分散液を塗布し、乾燥し、ついで、正ケイ酸エチルの加水分解物分散液を塗布し、乾燥、加熱処理した後、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシランのアルコール溶液に水と硝酸を加えて加水分解した分散液を塗布し、乾燥し、加熱処理すると、基材との密着性、透明性、硬度、耐擦傷性、耐摩耗性、ヘーズ等に優れた超撥水性の薄膜付基材が得られることを見出して本発明を完成するに至った。   Then, the present inventors applied such metal oxide particle dispersion on a glass substrate and dried, and then applied a hydrolyzate dispersion of normal ethyl silicate and dried. After heat treatment, apply a hydrolyzed dispersion of water and nitric acid to tridecafluorooctyltrimethoxysilane alcohol solution, dry, heat treatment, adhesion to the substrate, transparency, hardness The inventors have found that a super-water-repellent substrate with a thin film excellent in scratch resistance, abrasion resistance, haze and the like can be obtained, and have completed the present invention.

[1]基材、および該基材表面の撥水性被膜からなり、
該撥水性被膜が、基体用金属酸化物粒子(A)の表面を被覆用金属酸化物微粒子(B)で被覆された金属酸化物粒子からなる粒子層と金属酸化物粒子層上のオーバーコート層とからなり、該撥水性被膜表面が凹凸構造を有し、該凸部の平均高さ(TF)が50〜500nmの範囲にあり、
平均凸部間距離(ピッチ幅)(WF)が20〜1000nmの範囲にあり、前記基材が繊維または布であり、水との接触角が100〜180°の範囲にある撥水性被膜付基材。
[1] A substrate and a water-repellent coating on the surface of the substrate,
The water-repellent coating comprises a particle layer comprising metal oxide particles obtained by coating the surface of the metal oxide particles for substrate (A) with the metal oxide particles for coating (B), and an overcoat layer on the metal oxide particle layer The surface of the water-repellent coating has a concavo-convex structure, and the average height (T F ) of the convex portions is in the range of 50 to 500 nm,
With a water-repellent coating with an average inter-convex distance (pitch width) (W F ) in the range of 20 to 1000 nm, the substrate is a fiber or cloth, and a contact angle with water is in the range of 100 to 180 ° Base material.

[2]前記基体用金属酸化物粒子(A)が球状粒子であり、平均粒子径(DA)が40〜600nmの範囲にある[1]の撥水性被膜付基材。
[3]前記被覆用金属酸化物微粒子(B)の平均粒子径(DB)が4〜60nmの範囲にある[1]の撥水性被膜付基材。
[2] The substrate with a water-repellent coating according to [1], wherein the metal oxide particles for substrate (A) are spherical particles, and the average particle diameter (D A ) is in the range of 40 to 600 nm.
[3] The substrate with a water-repellent coating according to [1], wherein the coating metal oxide fine particles (B) have an average particle diameter (D B ) in the range of 4 to 60 nm.

[4]前記被覆用金属酸化物粒子(B)による基体用金属酸化物粒子(A)の下記式(1)で表される被覆率が30〜100%の範囲にある[1]の撥水性被膜付基材。
被覆率(%)=[[金属酸化物粒子の実測の比表面積(SA)−基体用金属酸化物粒子の実測の比表面積(SM)]/[100%被覆したとした場合の計算上の比表面積(SC)−基体用金属酸化物粒子の実測の比表面積(SM)]]×100・・・・・・・(1)
(ここで、(SC)=金属酸化物粒子1個当たりの表面積x単位重量(1g)当たりの粒子数、
金属酸化物粒子1個当たりの表面積=4π・[(DA)/2+(DB)/2]2、 単位重量(1g)当たりの基体用金属酸化物粒子(A)の個数=1/[4/3・π[(DA)/2]3・d、dは基体用金属酸化物粒子(A)の粒子密度(g/ml)を表す。)
[4] The water repellency of [1], wherein the coverage of the metal oxide particles for substrate (A) by the metal oxide particles for coating (B) represented by the following formula (1) is in the range of 30 to 100%. Base material with coating.
Coverage (%) = [[Measured Specific Surface Area of Metal Oxide Particles (S A ) −Measured Specific Surface Area of Metal Oxide Particles for Substrate (S M )] / [Calculation When 100% Covered Specific surface area (S C ) -measured specific surface area of metal oxide particles for substrate (S M )]] × 100 (1)
(Where (S C ) = surface area per metal oxide particle × number of particles per unit weight (1 g),
Surface area per metal oxide particle = 4π · [(D A ) / 2 + (D B ) / 2] 2 , Number of metal oxide particles for substrate (A) per unit weight (1 g) = 1 / [ 4/3 · π [(D A ) / 2] 3 · d, d represents the particle density (g / ml) of the metal oxide particles (A) for the substrate. )

[5]前記平均粒子径(DB)と前記平均粒子径(DA)との比(DB)/(DA)が0.007〜0.5の範囲にある[1]の撥水性被膜付基材。
[6]前記基体用金属酸化物粒子(A)および前記被覆用金属酸化物微粒子(B)がSiO2、Al23、Sb25、ZrO2、TiO2、Fe23、CeO2、およびこれらの複合酸化物または混合物(但し、前記基体用金属酸化物粒子(A)および前記被覆用金属酸化物微粒子(B)は同一であってもよい)から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の撥水性被膜付基材。
[7]前記基体用金属酸化物粒子(A)および前記被覆用金属酸化物微粒子(B)がともにSiO2である[1]の撥水性被膜付基材。
[8]前記オーバーコート層がフッ素含有化合物、アルキル基含有化合物、シリコーン系化合物の少なくとも1種を含んでなる[1]の撥水性被膜付基材。
[9]前記オーバーコート層が下記式(1)で表される加水分解性有機ケイ素化合物の加水分解重縮合物である[8]の撥水性被膜付基材。
n-SiX4-n (1)
(但し、式中、Rは炭素数1〜10の炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。X:炭素数1〜4のアルコキシ基、水酸基、ハロゲン、水素、n:1〜3の整数)
[5] The water repellency of [1], wherein the ratio (D B ) / (D A ) of the average particle size (D B ) to the average particle size (D A ) is in the range of 0.007 to 0.5. Base material with coating.
[6] The metal oxide particles for substrate (A) and the metal oxide particles for coating (B) are SiO 2 , Al 2 O 3 , Sb 2 O 5 , ZrO 2 , TiO 2 , Fe 2 O 3 , CeO. 2 and a composite oxide or mixture thereof (provided that the metal oxide particles for substrate (A) and the metal oxide particles for coating (B) may be the same). The substrate with a water-repellent coating according to claim 1.
[7] The substrate with a water-repellent coating according to [1], wherein the metal oxide particles for substrate (A) and the metal oxide particles for coating (B) are both SiO 2 .
[8] The substrate with a water repellent coating according to [1], wherein the overcoat layer comprises at least one of a fluorine-containing compound, an alkyl group-containing compound, and a silicone compound.
[9] The substrate with a water-repellent coating according to [8], wherein the overcoat layer is a hydrolyzed polycondensate of a hydrolyzable organosilicon compound represented by the following formula (1).
R n -SiX 4-n (1 )
(In the formula, R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and may be the same or different from each other. X: an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyl group, a halogen, hydrogen, n: an integer of 1 to 3)

[10]前記オーバーコート層の形成量が、前記金属酸化物粒子層の金属酸化物粒子を固形分として100重量部に対しSiO2として1〜100重量部の範囲にある[9]の撥水性被膜付基材。
[11]前記基材と前記金属酸化物粒子層との間に接着層(a1)または前記金属酸化物粒子層と後述するオーバーコート層との間に接着層(a2)を有する[1]の撥水性被膜付基材。
[12]前記凹凸構造の凸部の表面がさらに微細凹凸を有し、該微細凸部の平均高さ(TFF)が0.1〜5nmの範囲にあり、平均微細凸部間距離(WFF)が、前記凸部の平均凸部間距離(WF)よりも小さく、0.1〜5nmの範囲にある[1]の撥水性被膜付基材。
[13]下記の工程(b)〜(d)からなり、表面が凹凸構造を有し、該凸部の平均高さ(TF)が30〜500nmの範囲にあり、平均凸部間距離(ピッチ幅)(WF)が50〜1000nmの範囲にあり、水との接触角が100〜180°の範囲にある撥水性被膜付基材の製造方法;
(b)基材上に、基体用金属酸化物粒子(A)の表面を被覆用金属酸化物微粒子(B)で被覆された金属酸化物粒子の分散液を塗布して金属酸化物微粒子層を形成する工程
(c)前記金属酸化物粒子層上に、オーバーコート層形成用塗布液を塗布してオーバーコート層を形成する工程
(d)加熱処理する工程。
[10] The water repellency according to [9], wherein the formation amount of the overcoat layer is in the range of 1 to 100 parts by weight as SiO 2 with respect to 100 parts by weight of the metal oxide particles of the metal oxide particle layer as a solid content. Base material with coating.
[11] The adhesive layer (a1) between the substrate and the metal oxide particle layer or the adhesive layer (a2) between the metal oxide particle layer and an overcoat layer described later. Base material with water repellent coating.
[12] The surface of the convex portion of the concave-convex structure further has fine irregularities, the average height (T FF ) of the fine convex portion is in the range of 0.1 to 5 nm, and the average distance between the fine convex portions (W FF ) is smaller than the average distance between protrusions (W F ) of the protrusions and is in the range of 0.1 to 5 nm [1].
[13] The method includes the following steps (b) to (d), the surface has a concavo-convex structure, the average height (T F ) of the convex portions is in the range of 30 to 500 nm, and the average convex portion distance ( Pitch width) (W F ) is in the range of 50 to 1000 nm, and the method for producing a water repellent coated substrate having a contact angle with water in the range of 100 to 180 °;
(B) A dispersion of metal oxide particles in which the surface of the metal oxide particles for substrate (A) is coated with the metal oxide particles for coating (B) is applied onto the substrate to form a metal oxide particle layer. Step (c) Step of forming an overcoat layer by applying an overcoat layer forming coating solution on the metal oxide particle layer (d) Step of heat treatment.

[14]前記工程(b)の前に、下記の工程(a1)を行う[13]の撥水性被膜付基材の製造方法;
(a1)基材表面上に接着層形成用塗布液を塗布して接着層(a1)を形成する工程。
[15]前記工程(b)の後に、下記の工程(a2)を行う[13]の撥水性被膜付基材の製造方法;
(a2)前記金属酸化物粒子層上に接着層形成用塗布液を塗布して接着層(a2)を形成する工程。
[16]前記金属酸化物粒子分散液の濃度が、固形分として濃度が0.1〜10重量%の範囲にある[13]の撥水性被膜付基材の製造方法。
[17]前記工程(b)にて形成した金属酸化物粒子層中の金属酸化物粒子100重量部に対して、オーバーコート層形成用塗布液を固形分として、1〜100重量部となるように塗布する[13]の撥水性被膜付基材の製造方法。
[14] The method for producing a substrate with a water-repellent coating according to [13], wherein the following step (a1) is performed before the step (b);
(A1) The process of apply | coating the coating liquid for contact bonding layer formation on the base-material surface, and forming a contact bonding layer (a1).
[15] The method for producing a substrate with a water-repellent coating according to [13], wherein the following step (a2) is performed after the step (b);
(A2) A step of forming an adhesive layer (a2) by applying an adhesive layer-forming coating solution on the metal oxide particle layer.
[16] The method for producing a substrate with a water-repellent coating according to [13], wherein the concentration of the metal oxide particle dispersion is in the range of 0.1 to 10% by weight as a solid content.
[17] With respect to 100 parts by weight of the metal oxide particles in the metal oxide particle layer formed in the step (b), the overcoat layer forming coating solution is 1 to 100 parts by weight based on the solid content. [13] The method for producing a substrate with a water-repellent coating according to [13].

本発明では、特定形状の金属酸化物粒子を用いて表面に特定の大きさの凹凸を有し、さらにその凸部が微細な凹凸を有する撥水性透明被膜が形成されている。このような撥水性被膜は、従来より提案されていたフラクタル構造とは、規則性が低い点で、また凸部がさらに微細な凹凸を有する点で相違する。   In the present invention, a water-repellent transparent film having irregularities of a specific size on the surface using metal oxide particles having a specific shape and further having fine irregularities on the convex portions is formed. Such a water-repellent coating is different from the conventionally proposed fractal structure in that the regularity is low and the convex portions have finer irregularities.

その結果、本発明によれば、基材との密着性、透明性、硬度、耐擦傷性、耐摩耗性、ヘーズ等に優れた超撥水性の被膜付基材が提供できる。この撥水性被膜付基材は、防水性能、耐薬品性能等を必要とする自動車、各種電子デバイス等に好適に採用することができる。   As a result, according to the present invention, it is possible to provide a super-water-repellent coated substrate having excellent adhesion to the substrate, transparency, hardness, scratch resistance, abrasion resistance, haze, and the like. This substrate with a water-repellent coating can be suitably used for automobiles, various electronic devices, and the like that require waterproof performance, chemical resistance, and the like.

本発明に係る撥水性被膜付基材について説明する。
[撥水性被膜付基材]
本発明に係る撥水性被膜付基材は、基材、および該基材表面の撥水性被膜からなり、所定の凹凸構造と撥水性を有する。
The substrate with a water-repellent coating according to the present invention will be described.
[Substrate with water-repellent coating]
The substrate with a water-repellent coating according to the present invention comprises a substrate and a water-repellent coating on the surface of the substrate, and has a predetermined uneven structure and water repellency.

基材
本発明に用いる基材としては、特に制限はなく、例えば、ガラス、SUSなど金属基板、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエステル、PET、TAC等のプラスチックシート、プラスチックフィルム等、プラスチックパネル等を用いることができる。
The base material used for the substrate present invention is not particularly limited, for example, be a glass, metal substrates such as SUS, polycarbonate, acrylic resin, polyester, PET, plastic sheet, such as TAC, plastic film, a plastic panel or the like Can do.

また、用途によっては繊維または布を用いることもできる。例えば、酢酸セルロース、トリ酢酸セルロース、硝酸セルロース、セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール等の樹脂製繊維、布(不織布を含む)を好適に用いることができる。   Moreover, a fiber or cloth can also be used depending on a use. For example, cellulose acetate, cellulose triacetate, cellulose nitrate, cellulose, polyacrylonitrile, polyamide, aromatic polyamide, polysulfone, polyethersulfone, polyethylene terephthalate, polyimide, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl chloride Resin fibers such as polyvinyl alcohol and cloth (including non-woven fabric) can be suitably used.

撥水性被膜
撥水性被膜は、金属酸化物粒子層と金属酸化物粒子層上のオーバーコート層を含んで構成されている。
(i)金属酸化物粒子層
本発明では所定の金属酸化物粒子が、撥水性被膜表面に凹凸を構成する。
Water repellent coating The water repellent coating comprises a metal oxide particle layer and an overcoat layer on the metal oxide particle layer.
(i) Metal Oxide Particle Layer In the present invention, predetermined metal oxide particles constitute irregularities on the surface of the water-repellent coating.

金属酸化物粒子
本発明では、金属酸化物粒子が、基体用金属酸化物粒子(A)の表面を被覆用金属酸化物微粒子(B)で被覆した粒子(この形状をヒマワリ状ということもある)が使用される。
Metal Oxide Particles In the present invention, metal oxide particles are particles in which the surface of the base metal oxide particles (A) is coated with the coating metal oxide fine particles (B) (this shape may be referred to as a sunflower shape) Is used.

このような金属酸化物粒子を用いると、撥水性被膜表面の凸部上にさらに後述する微細凹凸を有する撥水性膜が得られる。
なお、必要に応じて、金属酸化物粒子は、表面処理されていてもよく、表面処理剤については、後記する。
When such metal oxide particles are used, a water repellent film having fine irregularities, which will be described later, is obtained on the convex portions of the surface of the water repellent coating.
If necessary, the metal oxide particles may be surface-treated, and the surface treatment agent will be described later.

基体用金属酸化物粒子(A)
基体用金属酸化物粒子(A)は、球状粒子であり、平均粒子径(DA)が40〜600nm、さらには50〜500nmの範囲にあることが好ましい。
Metal oxide particles for substrate (A)
The metal oxide particles (A) for the substrate are spherical particles, and the average particle diameter (D A ) is preferably in the range of 40 to 600 nm, more preferably 50 to 500 nm.

基体用金属酸化物粒子(A)が球状粒子であると、基材上に金属酸化物粒子を均一に塗布することができ、後述する撥水性被膜表面に所望の高さの凸部および所望の凸部間距離(ピッチ幅)を有する撥水性被膜を形成することができる。   When the metal oxide particles for the substrate (A) are spherical particles, the metal oxide particles can be uniformly coated on the substrate, and a convex portion having a desired height and a desired height are formed on the surface of the water-repellent coating described later. A water-repellent film having a distance (pitch width) between the protrusions can be formed.

基体用金属酸化物粒子(A)の平均粒子径(DA)が小さいと、基材上に塗布した際に所望の高さの凸部および所望の凸部間距離(ピッチ幅)を有する撥水性被膜が得られない、即ち凸部の高さ、凸部間距離(ピッチ幅)が小さくなりすぎる場合があり、得られる撥水性被膜の撥水性が不充分となる場合がある。 When the average particle diameter (D A ) of the metal oxide particles (A) for the substrate is small, a repellent layer having a desired height and a desired distance (pitch width) when applied onto the substrate. An aqueous film cannot be obtained, that is, the height of the protrusions and the distance between the protrusions (pitch width) may be too small, and the water repellency of the resulting water-repellent film may be insufficient.

基体用金属酸化物粒子(A)の平均粒子径(DA)が大きすぎても、凸部の高さ、凸部間距離(ピッチ幅)が大きくなり過ぎ、後述する撥水被膜が得られない場合があり、この場合も得られる撥水性透明被膜の撥水性が不充分となる場合がある。 Even if the average particle diameter (D A ) of the metal oxide particles (A) for the substrate is too large, the height of the protrusions and the distance between the protrusions (pitch width) become too large, and a water-repellent coating described later is obtained. In some cases, the water repellency of the resulting water-repellent transparent film may be insufficient.

本発明では、基体用金属酸化物粒子(A)の平均粒子径(DA)、後述する被覆用金属酸化物微粒子(B)の平均粒子径は、下記式で表される等価球換算式で求められる平均粒子径を用いる。
D=6000/SAM*d
(ここで、Dは平均粒子径(nm)、SAMはBET法で測定された比表面積(m2/g)、dは粒子の密度(g/cm3)、6000は換算係数)
また、金属酸化物粒子の平均粒子径は動的光散乱法(日機装(株)製:マイクロトラックUPA)を用いて測定される。なお、通常の比表面積の実測値はBET法で測定される。
In the present invention, the average particle diameter (D A ) of the metal oxide particles for substrate (A) and the average particle diameter of the metal oxide fine particles for coating (B) described later are equivalent sphere conversion formulas expressed by the following formulas. The required average particle diameter is used.
D = 6000 / SA M * d
(Where D is the average particle size (nm), SA M is the specific surface area (m 2 / g) measured by the BET method, d is the particle density (g / cm 3 ), and 6000 is the conversion factor)
The average particle diameter of the metal oxide particles is measured using a dynamic light scattering method (manufactured by Nikkiso Co., Ltd .: Microtrac UPA). Note that the actual measured value of the specific surface area is measured by the BET method.

被覆用金属酸化物微粒子(B)
前記被覆用金属酸化物微粒子(B)の平均粒子径(DB)は4〜60nm、さらには5〜40nmの範囲にあることが好ましい。
Metal oxide fine particles for coating (B)
The average particle diameter (D B ) of the coating metal oxide fine particles (B) is preferably 4 to 60 nm, more preferably 5 to 40 nm.

被覆用金属酸化物微粒子(B)の平均粒子径(DB)が小さいと、安定に単分散した金属酸化物微粒子を得ることが困難である。
被覆用金属酸化物微粒子(B)の平均粒子径(DB)が大きすぎても、後述する微細凹凸が所定範囲より大きいものとなり、また金属酸化物粒子の比表面積も低く、充分な撥水性が得られない場合がある。
When the average particle diameter (D B ) of the coating metal oxide fine particles (B) is small, it is difficult to obtain metal oxide fine particles that are stably monodispersed.
Even if the average particle diameter (D B ) of the metal oxide fine particles (B) for coating is too large, the fine irregularities described later are larger than the predetermined range, and the specific surface area of the metal oxide particles is low, so that sufficient water repellency is achieved. May not be obtained.

前記被覆用金属酸化物微粒子(B)の平均粒子径(DB)と前記基体用金属酸化物粒子(A)平均粒子径(DA)との比(DB)/(DA)は0.007〜0.5、さらには0.008〜0.4の範囲にあることが好ましい。 The ratio (D B ) / (D A ) between the average particle size (D B ) of the coating metal oxide fine particles (B) and the average metal particle size (D A ) of the base metal oxide particles ( A ) is 0. It is preferably in the range of 0.007 to 0.5, more preferably 0.008 to 0.4.

前記比(DB)/(DA)が前記範囲の下限よりも小さい場合は、後述する微細凹凸が所定範囲より小さいものとなる場合があり、充分な撥水性が得られない場合がある。
前記比(DB)/(DA)が前記範囲の上限を超えると後述する微細凹凸が所定範囲より大きいものとなる場合があり、充分な撥水性が得られない場合がある。
When the ratio (D B ) / (D A ) is smaller than the lower limit of the range, the fine irregularities described later may be smaller than the predetermined range, and sufficient water repellency may not be obtained.
If the ratio (D B ) / (D A ) exceeds the upper limit of the range, fine irregularities described later may be larger than a predetermined range, and sufficient water repellency may not be obtained.

金属酸化物粒子における前記被覆用金属酸化物粒子(B)による基体用金属酸化物粒子(A)の下記式(1)で表される被覆率が30〜100%、さらには50〜100%の範囲にあることが好ましい。
被覆率(%)=[[金属酸化物粒子の実測の比表面積(SA)−基体用金属酸化物粒子の実測の比表面積(SM)]/[100%被覆したとした場合の金属酸化物粒子の計算上の比表面積(SC)−基体用金属酸化物粒子の実測の比表面積(SM)]]×100・・・・・・・(1)
The coverage represented by the following formula (1) of the metal oxide particles for base (A) by the metal oxide particles for coating (B) in the metal oxide particles is 30 to 100%, further 50 to 100%. It is preferable to be in the range.
Covering rate (%) = [[actual specific surface area of metal oxide particles (S A ) −measured specific surface area of metal oxide particles for substrate (S M )] / [metal oxidation when 100% coated) Calculated specific surface area (S C ) of the product particles—measured specific surface area (S M )] of the metal oxide particles for the substrate]] × 100 (1)

ここで、(SC)=金属酸化物粒子1個当たりの表面積x単位重量(1g)当たりの粒子数、
金属酸化物粒子1個当たりの表面積=4π・[(DA)/2+(DB)/2]2
単位重量(1g)当たりの基体用金属酸化物粒子(A)の個数=1/[4/3・π[(DA)/2]3・d、dは基体用金属酸化物粒子(A)の粒子密度(g/ml)を表す。シリカの場合、粒子密度は、2.2g/mlである。
Where (S C ) = surface area per metal oxide particle × number of particles per unit weight (1 g),
Surface area per metal oxide particle = 4π · [(D A ) / 2 + (D B ) / 2] 2 ,
Number of metal oxide particles for substrate (A) per unit weight (1 g) = 1 / [4/3 · π [(D A ) / 2] 3 · d, d are metal oxide particles for substrate (A) Represents the particle density (g / ml). In the case of silica, the particle density is 2.2 g / ml.

前記被覆率が小さいと、後述する微細凹凸が充分形成できず、撥水性が不充分とな場合がある。100%範囲を超えて被覆率が大きいものは、本発明の製造方法では存在しない。   If the coverage is small, fine irregularities described later cannot be formed sufficiently, and water repellency may be insufficient. What has a large coverage beyond the 100% range does not exist in the production method of the present invention.

前記基体用金属酸化物粒子(A)および前記被覆用金属酸化物微粒子(B)は、同一であっても異なっていてもよく、SiO2、Al23、Sb25、ZrO2、TiO2、Fe23、CeO2、およびこれらの複合酸化物または混合物から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。 The metal oxide particles for base (A) and the metal oxide fine particles for coating (B) may be the same or different, and SiO 2 , Al 2 O 3 , Sb 2 O 5 , ZrO 2 , It is preferably at least one selected from TiO 2 , Fe 2 O 3 , CeO 2 , and complex oxides or mixtures thereof.

このような成分の粒子は粒子径が前記範囲にある球状粒子が得られやすく、化学的にも安定であるので好適に用いることができる。
なかでも、本発明では、前記基体用金属酸化物粒子(A)および前記被覆用金属酸化物微粒子(B)が、ともにSiO2からなる粒子を用いることが好ましい。
Particles having such a component can be suitably used because spherical particles having a particle diameter in the above range are easily obtained and are chemically stable.
In particular, in the present invention, it is preferable that both the metal oxide particles for substrate (A) and the metal oxide particles for coating (B) are composed of SiO 2 .

SiO2からなる粒子は、粒子径の大小に拘わらず均一な粒子径を有する球状粒子が得られるために好適に用いることができる。
前記した基体用金属酸化物粒子(A)表面に前記被覆用金属酸化物微粒子(B)が被覆した金属酸化物粒子の平均粒子径は、前記被覆率によっても異なるが、概ね48〜720nmの範囲にある。
このような金属酸化物粒子の製造方法は、前記した構成を満たす粒子が得られれば特に制限はないが、本発明に用いる金属酸化物粒子は以下の方法が推奨される。
Particles made of SiO 2 can be suitably used because spherical particles having a uniform particle diameter can be obtained regardless of the particle diameter.
The average particle diameter of the metal oxide particles coated with the coating metal oxide fine particles (B) on the surface of the base metal oxide particles (A) described above varies depending on the coverage, but is generally in the range of 48 to 720 nm. It is in.
The method for producing such metal oxide particles is not particularly limited as long as particles satisfying the above-described configuration are obtained, but the following method is recommended for the metal oxide particles used in the present invention.

金属酸化物粒子の製造方法
具体的に下記の工程(m)および(n)を含む。
(m)正または負の表面電位(VA)を有し、平均粒子径(DA)が40〜600nmの範囲にある基体用金属酸化物粒子(A)と、これと異なる正または負の表面電位を有し、平均粒子径(DB)が4〜60nmの範囲にある被覆用金属酸化物粒子(B)との混合分散液を調製する工程。
(n)混合分散液のpHを6〜10に調整する工程。
The manufacturing method of metal oxide particles Specifically includes the following steps (m) and (n).
( M ) a metal oxide particle for a substrate ( A ) having a positive or negative surface potential (V A ) and an average particle diameter (D A ) in the range of 40 to 600 nm, and a different positive or negative A step of preparing a mixed dispersion with coating metal oxide particles (B) having a surface potential and having an average particle diameter (D B ) in the range of 4 to 60 nm.
(N) A step of adjusting the pH of the mixed dispersion to 6 to 10.

工程(m)
正または負の表面電位(VA)を有し、平均粒子径(DA)が40〜600nmの範囲にある基体用金属酸化物粒子(A)と、これと異なる正または負の表面電位を有し、平均粒子径(DB)が4〜60nmの範囲にある被覆用金属酸化物粒子(B)との混合分散液を調製する。
Process (m)
A metal oxide particle (A) for a substrate having a positive or negative surface potential (V A ) and an average particle diameter (D A ) in the range of 40 to 600 nm, and a different positive or negative surface potential A mixed dispersion with the coating metal oxide particles (B) having an average particle diameter (D B ) in the range of 4 to 60 nm is prepared.

基体用金属酸化物粒子(A)は、被覆用金属酸化物粒子(B)とは反対の表面電位を有するものを組み合わせる。基体用金属酸化物粒子(A)が正の表面電位を有する場合、表面電位(VA)は10〜60mv、さらには15〜50mvの範囲にあることが好ましい。 The base metal oxide particles (A) are combined with those having a surface potential opposite to that of the coating metal oxide particles (B). When the metal oxide particles for substrate (A) have a positive surface potential, the surface potential (V A ) is preferably in the range of 10 to 60 mV, more preferably 15 to 50 mv.

基体用金属酸化物粒子(A)の表面電位(VA)が10mv未満の場合は、後述する被覆用金属酸化物粒子(B)の表面電位(VB)によっても異なるが、電位差が小さいために被覆用金属酸化物粒子(B)が均一に被覆できない場合がある。 When the surface potential (V A ) of the base metal oxide particles (A) is less than 10 mV, the potential difference is small although it depends on the surface potential (V B ) of the coating metal oxide particles (B) described later. In some cases, the coating metal oxide particles (B) cannot be coated uniformly.

基体用金属酸化物粒子(A)の表面電位(VA)が60mvを超えるものは得ることが困難である。仮に得られたとしても必要に応じて電荷調整に用いる電解質等の試薬が多く存在し凝集を引き起こす場合がある。 It is difficult to obtain a substrate metal oxide particle (A) having a surface potential (V A ) exceeding 60 mV. Even if it is obtained, there are cases where a large amount of reagents such as electrolytes used for charge adjustment exist and cause aggregation as necessary.

基体用金属酸化物粒子(A)が負の表面電位を有する場合、表面電位(VA)は−60〜0mv、さらには−55〜−10mvの範囲にあることが好ましい。
表面電位(VA)が−60mvよりマイナス電位が高いものは、得ることが困難である。
When the metal oxide particles for substrate (A) have a negative surface potential, the surface potential (V A ) is preferably in the range of −60 to 0 mv, more preferably −55 to −10 mv.
A surface potential (V A ) having a negative potential higher than −60 mv is difficult to obtain.

表面電位(VA)が正になると(0mvを超えると)、後述する被覆用金属酸化物粒子(B)の表面電位(VB)によっても異なるが、同じ正の表面電位を持つこととなり、被覆用金属酸化物粒子(B)による被覆が生じない。 When the surface potential (V A ) becomes positive (exceeds 0 mv), the surface potential (V B ) varies depending on the surface potential (V B ) of the metal oxide particles for coating (B) described later, but the same positive surface potential is obtained. Coating with the metal oxide particles (B) for coating does not occur.

上記において、基体用金属酸化物粒子(A)水分散液のpHにもよるが、Al23、ZrO2は主に正の表面電位を有し、SiO2、Sb25、TiO2、Fe23、CeO2は主に負の電位を有している。 In the above, Al 2 O 3 and ZrO 2 mainly have a positive surface potential, and SiO 2 , Sb 2 O 5 , TiO 2 depending on the pH of the aqueous dispersion of metal oxide particles (A) for the substrate. Fe 2 O 3 and CeO 2 mainly have a negative potential.

このとき、適宜、正または負の表面電位を有する粒子を反対の表面電位に変換して用いることができる。
負の表面電位を有す粒子を正の表面電位を有する粒子に変換する方法としては、例えば、(1)ポリ塩化アルミニウム(PAC)水溶液処理する方法、(2)四級アミン水溶液処理する方法、(3)アミノシラン溶液等で処理する方法等が挙げられる。
At this time, particles having a positive or negative surface potential can be appropriately converted to the opposite surface potential and used.
Examples of the method for converting particles having a negative surface potential into particles having a positive surface potential include (1) a method of treating with a polyaluminum chloride (PAC) aqueous solution, (2) a method of treating with a quaternary amine aqueous solution, (3) A method of treating with an aminosilane solution or the like can be mentioned.

具体的には、(1)の場合、イオン交換樹脂等でカチオン、アニオン等の不純分除去した金属酸化物粒子分散液中にポリ塩化アルミニウム等の多核金属カチオンを添加することで得ることができる。   Specifically, in the case of (1), it can be obtained by adding a polynuclear metal cation such as polyaluminum chloride to a metal oxide particle dispersion obtained by removing impurities such as cations and anions with an ion exchange resin or the like. .

(2)の場合、イオン交換樹脂等でカチオン、アニオン等の不純分除去した金属酸化物粒子分散液中に4級アミン(センカ(株)製:KHE−100)等のアミンを添加することで得ることができる。   In the case of (2), by adding an amine such as a quaternary amine (Senca Co., Ltd .: KHE-100) to the metal oxide particle dispersion from which impurities such as cations and anions have been removed with an ion exchange resin or the like. Can be obtained.

(3)の場合、イオン交換樹脂等でカチオン、アニオン等の不純分除去した金属酸化物粒子分散液中にアミン系のシランカップリング剤を添加することで得ることができる。
このとき、表面電荷量の調整は、多核金属カチオン、アミン、アミン系のシランカップリング剤等の添加量、および金属酸化物粒子分散液のpHを調製することによって行うことができる。pH調整剤としては、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、塩酸、硝酸、硫酸および酢酸等の有機酸が挙げられる。
In the case of (3), it can be obtained by adding an amine-based silane coupling agent to the metal oxide particle dispersion obtained by removing impurities such as cations and anions with an ion exchange resin or the like.
At this time, the surface charge amount can be adjusted by adjusting the addition amount of a polynuclear metal cation, an amine, an amine-based silane coupling agent, and the like, and the pH of the metal oxide particle dispersion. Examples of the pH adjuster include organic acids such as ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and acetic acid.

つぎに、正の表面電位を有す粒子を負の表面電位を有する粒子に変換する方法としては、例えば、(4)負の表面電位を有するシリカ材料で被覆する方法、(5)アニオン性の界面活性剤等で処理する方法等が挙げられる。   Next, as a method of converting particles having a positive surface potential into particles having a negative surface potential, for example, (4) a method of coating with a silica material having a negative surface potential, (5) anionic The method etc. which process with surfactant etc. are mentioned.

具体的には、(4)の場合、イオン交換樹脂等でカチオン、アニオン等の不純分除去した金属酸化物粒子分散液中にエタノールを添加し正珪酸アルキルを加え加熱・撹拌熟成することで得ることができる。   Specifically, in the case of (4), ethanol is added to a metal oxide particle dispersion from which impurities such as cations and anions have been removed with an ion exchange resin or the like, and then added with normal alkyl silicate, followed by heating and stirring for aging. be able to.

(5)の場合、イオン交換樹脂等でカチオン、アニオン等の不純分除去した金属酸化物粒子分散液中にアニオン性界面活性剤、好ましくはカルボキシル基を有するアニオン性界面活性剤を添加することで得ることができる。   In the case of (5), an anionic surfactant, preferably an anionic surfactant having a carboxyl group, is added to the metal oxide particle dispersion from which impurities such as cations and anions have been removed with an ion exchange resin or the like. Can be obtained.

このとき、表面電荷量の調整は、正珪酸アルキル、アニオン性界面活性剤等の添加量、および金属酸化物粒子分散液のpHを調製することによって行うことができる。pH調整剤としては、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、塩酸、硝酸、硫酸および酢酸等の有機酸が挙げられる。   At this time, the amount of surface charge can be adjusted by adjusting the addition amount of a normal alkyl silicate, an anionic surfactant, and the like, and the pH of the metal oxide particle dispersion. Examples of the pH adjuster include organic acids such as ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and acetic acid.

表面電位は、基体用金属酸化物粒子(A)または後述する被覆用金属酸化物粒子(B)の0.1重量%分散液を用い、Malvern製ゼータサイザーナノZS90を用いて測定する。   The surface potential is measured using a Zevernizer Nano ZS90 manufactured by Malvern, using a 0.1 wt% dispersion of the metal oxide particles for substrate (A) or the metal oxide particles for coating described later (B).

被覆用金属酸化物粒子(B)は前記基体用金属酸化物粒子(A)とは反対の表面電位を有している。
表面電位の範囲、表面電位の変換方法は前記基体用金属酸化物粒子(A)の場合と同様である。
The coating metal oxide particles (B) have a surface potential opposite to that of the substrate metal oxide particles (A).
The range of the surface potential and the method for converting the surface potential are the same as in the case of the metal oxide particles for substrate (A).

基体用金属酸化物粒子(A)の水分散液と、被覆用金属酸化物粒子(B)の水分散液とを混合する。
混合分散液の濃度は固形分として1〜30重量%、さらには2〜20重量%の範囲にあることが好ましい。
An aqueous dispersion of the metal oxide particles for substrate (A) and an aqueous dispersion of the metal oxide particles for coating (B) are mixed.
The concentration of the mixed dispersion is preferably in the range of 1 to 30% by weight, more preferably 2 to 20% by weight as the solid content.

混合分散液の濃度が低くても、問題はないが、薄すぎると、生産性が低くコスト高となる。
混合分散液の濃度が高いと、被覆金属酸化物粒子(B)が凝集して基体用金属酸化物粒子(A)の表面に均一に被覆できない場合がある。
Even if the concentration of the mixed dispersion is low, there is no problem. However, if it is too thin, the productivity is low and the cost is high.
When the concentration of the mixed dispersion liquid is high, the coated metal oxide particles (B) may aggregate and cannot be uniformly coated on the surface of the base metal oxide particles (A).

このとき、混合分散液のpHは2〜6、さらには3〜5の範囲にあることが好ましい。
混合分散液のpHが2未満になることはなく、なった場合は基体用金属酸化物粒子(A)を単層の被覆用金属酸化物粒子(B)で被覆した金属酸化物微粒子を得ることが困難である。
At this time, the pH of the mixed dispersion is preferably in the range of 2 to 6, more preferably 3 to 5.
When the pH of the mixed dispersion does not become less than 2, obtain metal oxide fine particles in which the metal oxide particles for substrate (A) are coated with the single layer metal oxide particles for coating (B). Is difficult.

混合分散液のpHが6を超えると、基体用金属酸化物粒子(A)と被覆用金属酸化物粒子(B)との表面電位差が小さくなったり、同一の表面電位となることがあり、基体用金属酸化物粒子(A)を単層の被覆用金属酸化物粒子(B)で被覆した金属酸化物微粒子を得ることが困難である。
なお、工程(m)における分散液の温度は概ね5〜200℃の範囲であることが好ましい。
If the pH of the mixed dispersion exceeds 6, the difference in surface potential between the metal oxide particles for substrate (A) and the metal oxide particles for coating (B) may be reduced or the same surface potential may be generated. It is difficult to obtain metal oxide fine particles obtained by coating the metal oxide particles (A) for coating with the single layer metal oxide particles for coating (B).
In addition, it is preferable that the temperature of the dispersion liquid in a process (m) is the range of 5-200 degreeC in general.

工程(n)
混合分散液を陰イオン交換樹脂で処理し、陰イオンを除去する。
このとき、陰イオン交換樹脂での処理は、混合分散液のpHが6〜10、さらには7〜9.5の範囲となるまで処理することが好ましい。
陰イオン交換樹脂処理後の混合分散液のpHが6未満の場合は、陰イオンの残存量が多く、後工程の焼成時のガスの発生や、被覆層の結晶化が阻害される場合がある。
Step (n)
The mixed dispersion is treated with an anion exchange resin to remove anions.
At this time, the treatment with the anion exchange resin is preferably carried out until the pH of the mixed dispersion is in the range of 6 to 10, more preferably 7 to 9.5.
When the pH of the mixed dispersion after the anion exchange resin treatment is less than 6, the remaining amount of anions is large, which may hinder the generation of gas during calcination in the subsequent process and the crystallization of the coating layer. .

陰イオン交換樹脂処理後の混合分散液のpHが10を超えることはなく、さらに陰イオン残存量が減少することもない。
必要に応じて、分散液を濾過分離し、乾燥して使用することもできる。
本発明では、前記工程(n)についで、下記の工程(o)を行うことが好ましい。
The pH of the mixed dispersion after the anion exchange resin treatment does not exceed 10, and the remaining amount of anion does not decrease.
If necessary, the dispersion can be separated by filtration and dried for use.
In the present invention, it is preferable to perform the following step (o) after the step (n).

工程(o)
工程(n)で得られた分散液を、60〜98℃、好ましくは70〜95℃で熟成する。
この熟成温度にあれば、被覆用金属酸化物粒子(B)の基体用金属酸化物粒子(A)への接合がより強固なものとなる。
熟成温度が高すぎても、被覆用金属酸化物粒子(B)の基体用金属酸化物粒子(A)への接合がさらに強くなることもなく、凝集した金属酸化物粒子が得られる場合がある。
Step (o)
The dispersion obtained in step (n) is aged at 60 to 98 ° C, preferably 70 to 95 ° C.
At this aging temperature, the bonding of the coating metal oxide particles (B) to the base metal oxide particles (A) becomes stronger.
Even when the aging temperature is too high, the metal oxide particles for coating (B) may not be further strongly bonded to the metal oxide particles for substrate (A), and aggregated metal oxide particles may be obtained. .

必要に応じて、分散液を濾過分離し、乾燥し、さらに焼成して使用することもできる。
ついで、前記工程(n)または前記工程(o)についで、下記工程(p)〜(t)を行うこともできる。
If necessary, the dispersion can be separated by filtration, dried, and further baked for use.
Then, following the step (n) or the step (o), the following steps (p) to (t) may be performed.

工程(p)
工程(n)または工程(o)で調製した分散液のpHを3〜7、望ましくは4〜6の範囲に調整する。分散液のpHがこの範囲に調整することで、後述する工程(q)、特に工程(r)後、金属微粒子の凝集体が生成しにくく、生成したとしても、容易に解砕することができる。
Step (p)
The pH of the dispersion prepared in step (n) or step (o) is adjusted to 3 to 7, preferably 4 to 6. By adjusting the pH of the dispersion to this range, it is difficult to produce an aggregate of metal fine particles after the step (q), particularly the step (r) described later, and even if it is produced, it can be easily crushed. .

分散液のpHが前記範囲を外れると、粒子表面同士の脱水縮合が進み、硬い状態で乾燥し、ついで、焼成した場合は焼結してしまい解砕が困難な金属酸化物粒子となる場合がある。   When the pH of the dispersion is out of the above range, dehydration condensation between the particle surfaces proceeds, and the particles are dried in a hard state, and then sintered when sintered, resulting in metal oxide particles that are difficult to disintegrate. is there.

なお、前記工程(n)における陰イオン交換樹脂後の混合分散液のpHが6〜7の範囲にある場合、本工程(p)は必ずしも実施する必要はない。
分散液のpHは、酸を添加することによって調整することが好ましい。
In addition, when the pH of the mixed dispersion after the anion exchange resin in the step (n) is in the range of 6 to 7, this step (p) is not necessarily performed.
The pH of the dispersion is preferably adjusted by adding an acid.

酸としては、塩酸、硫酸、硝酸等の鉱酸(無機酸)、酢酸、酒石酸、グルコン酸、グリコール酸等の有機酸、これらの混合物が挙げられる。
本発明では、酢酸、グルコン酸、グリコール酸等の有機酸が好適に用いられる。これらの有機酸を用いると、陰イオンとして残存した場合でも、後述する焼成工程(r)において除去可能であり、焼成工程(r)で金属酸化物粒子が一部凝集あるいは融着しても後述する工程(s)で容易に解砕することができる。
必要に応じて、濾過分離して使用することもできる。
さらに以下の工程を行ってもよい。
Examples of the acid include mineral acids (inorganic acids) such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid, organic acids such as acetic acid, tartaric acid, gluconic acid and glycolic acid, and mixtures thereof.
In the present invention, organic acids such as acetic acid, gluconic acid and glycolic acid are preferably used. When these organic acids are used, even if they remain as anions, they can be removed in the firing step (r) described later. Even if the metal oxide particles partially aggregate or fuse in the firing step (r), they will be described later. It can be easily crushed in the step (s).
If necessary, it can be filtered and used.
Further, the following steps may be performed.

工程(q)
得られた粒子分散液を乾燥する。乾燥方法としては、特に制限はなく従来公知の方法を採用することができる。室温で風乾することもできるが、乾燥温度は80〜300℃、さらには100〜200℃の範囲にあることが好ましい。
Step (q)
The obtained particle dispersion is dried. There is no restriction | limiting in particular as a drying method, A conventionally well-known method is employable. Although it can be air-dried at room temperature, the drying temperature is preferably in the range of 80 to 300 ° C, more preferably 100 to 200 ° C.

工程(r
乾燥後、300〜1200℃、好ましくは700〜1100℃で加熱処理する。
加熱処理によって、金属酸化物粒子層形成用の金属酸化物粒子分散液を調製する際に、あるいは金属酸化物粒子の表面処理のために金属酸化物粒子分散液とした際に、被覆用金属酸化物微粒子(B)が剥離することがなく、撥水性被膜の形成に好適に用いることができる。
乾燥・加熱処理後、解砕を行っても良い。
Step (r )
After drying, heat treatment is performed at 300 to 1200 ° C, preferably 700 to 1100 ° C.
When preparing a metal oxide particle dispersion for forming a metal oxide particle layer by heat treatment or when preparing a metal oxide particle dispersion for surface treatment of metal oxide particles, the metal oxide for coating is used. The fine particles (B) do not peel off and can be suitably used for forming a water-repellent coating.
After drying and heat treatment, crushing may be performed.

工程(s)
解砕することによって、強く凝集した粒子をほぐす。なお解砕は、前記工程(r)で強く凝集した粒子が存在して金属酸化物粒子層の表面凹凸が所定の範囲にならない場合等に行えばよい。解砕方法としては、特に制限はなく従来公知の方法を採用することができる。例えば、サンドミル、衝撃粉砕法、超音波ホモジナイザー、ナノジェットマイザー法等の方法が挙げられる。
さらに、本発明では、前記工程(n)以降の各工程のいずれかの後に、分離操作を行ってもよい。
Step (s)
By crushing, loosely agglomerated particles are loosened. The pulverization may be performed when the particles strongly aggregated in the step (r) exist and the surface unevenness of the metal oxide particle layer does not fall within a predetermined range. There is no restriction | limiting in particular as a crushing method, A conventionally well-known method is employable. For example, methods such as a sand mill, an impact pulverization method, an ultrasonic homogenizer, and a nano jet mizer method can be used.
Furthermore, in this invention, you may perform isolation | separation operation after either of each process after the said process (n).

工程(t)
所望の粒子径以外の粒子、所望の形状以外の粒子が残存している場合、これを分離除去する。このような粒子が残存していると、残存量によっても異なるが、所望の表面凹凸を形成できない場合があり、このため撥水性が不充分となる場合がある。
Step (t)
When particles other than the desired particle size and particles other than the desired shape remain, they are separated and removed. If such particles remain, although depending on the remaining amount, the desired surface irregularities may not be formed, and thus the water repellency may be insufficient.

分離方法としては、所望の粒子径以外の粒子、所望の形状以外の粒子を除去できれば特に制限はなく従来公知の方法を採用することができる。例えば、各種フィルター、遠心分離機等が挙げられる。   The separation method is not particularly limited as long as particles other than the desired particle diameter and particles other than the desired shape can be removed, and conventionally known methods can be employed. For example, various filters, a centrifuge, etc. are mentioned.

金属酸化物粒子層を、前記基材(接着層を設ける場合にはその表面)上に形成する。形成方法は、後述するように、分散液を塗布する。
金属酸化物粒子層の厚さは48〜720nm、好ましくは60〜580nmの範囲にある。このような範囲とすることで、所定の凹凸を有する撥水性被膜が形成できる。
A metal oxide particle layer is formed on the substrate (or the surface when an adhesive layer is provided). The forming method applies a dispersion liquid as will be described later.
The thickness of the metal oxide particle layer is 48 to 720 nm, preferably 60 to 580 nm. By setting it as such a range, the water-repellent film which has a predetermined unevenness | corrugation can be formed.

接着層
前記基材と前記金属酸化物粒子層との間に接着層(a1)、および/または前記金属酸化物粒子層と後述するオーバーコート層との間に接着層(a2)を有することが好ましい。
これによって、基材と金属酸化物粒子層との密着性、金属酸化物粒子層とオーバーコート層との密着性をより高めることが可能となる。
接着層(a1)または(a2)としては、金属酸化物粒子層、さらにはオーバーコート層との密着性より高めることができれば特に制限はないが、有機樹脂系の接着層を形成してもよく、無機酸化物系の接着層を形成してもよい。
Adhesive layer It may have an adhesive layer (a1) between the substrate and the metal oxide particle layer, and / or an adhesive layer (a2) between the metal oxide particle layer and an overcoat layer described later. preferable.
This makes it possible to further improve the adhesion between the base material and the metal oxide particle layer and the adhesion between the metal oxide particle layer and the overcoat layer.
The adhesive layer (a1) or (a2) is not particularly limited as long as the adhesive layer (a1) or (a2) can be higher than the adhesion with the metal oxide particle layer, and further the overcoat layer, but an organic resin-based adhesive layer may be formed. Alternatively, an inorganic oxide adhesive layer may be formed.

具体的には、有機樹脂系の接着層を形成する場合は、基材と金属酸化物粒子層、さらにはオーバーコート層との密着性を向上できれば特に制限は無く、従来公知の有機樹脂系接着用樹脂を用いることができ、例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、熱可塑性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーンゴムなどの熱可塑性樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、ケイ素樹脂、ブチラール樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性アクリル樹脂などの熱硬化性樹脂などが挙げられる。さらにはこれら樹脂の2種以上の共重合体や変性体であってもよい。   Specifically, in the case of forming an organic resin-based adhesive layer, there is no particular limitation as long as the adhesion between the base material and the metal oxide particle layer, and further the overcoat layer can be improved. For example, polyester resins, polycarbonate resins, polyamide resins, polyimide resins, polyphenylene oxide resins, thermoplastic acrylic resins, vinyl chloride resins, vinyl acetate resins, silicone rubber and other thermoplastic resins, urethane resins, Examples thereof include thermosetting resins such as melamine resin, silicon resin, butyral resin, phenol resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, and thermosetting acrylic resin. Further, it may be a copolymer or modified body of two or more of these resins.

これらの樹脂は、エマルジョン樹脂、水溶性樹脂、親水性樹脂であってもよい。さらに、あるいは紫外線硬化樹脂や電子線硬化性樹脂を使用してもよい。なお、熱硬化性樹脂の場合、硬化触媒が含まれていてもよい。   These resins may be emulsion resins, water-soluble resins, and hydrophilic resins. Further alternatively, an ultraviolet curable resin or an electron beam curable resin may be used. In the case of a thermosetting resin, a curing catalyst may be included.

好ましくは、有機樹脂接着層形成成分として、具体的にはシリル基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、スルホ基等の官能基を有する多官能(メタ)アクリル酸エステル樹脂を使用することも可能である。具体的にはヘキサエリスリトールトリペンタアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジエチルアミノメチルメタクリレート、ジメチルアミノメチルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールジメタクリレート、ブトキシジエチレングリコールメタクリレート等のポリアクリル系樹脂、ポリビニルアルコールまたはその変性体(カチオン変性、アニオン変性、シラノール変性)、澱粉またはその変性体(酸化、エーテル化)、ゼラチンまたはその変性体、カカゼインまたはその変性体、カルボキシメチルセルロース、アラビヤゴム、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、などのセルロース誘導体、SBRラテックス、NBRラテックス、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体などの共役ジエン系共重合体ラテックス、官能基変性重合体ラテックス、エチレン酢酸ビニル共重合体などのビニル系共重合体ラテックス、ポリビニルピロリドン、無水マレイン酸またはその共重合体、アクリル酸エステル共重合体およびこれらの混合物あるいはこれら樹脂の2種以上の共重合体や変性体であってもよい。また、ビニル基、ウレタン基、エポキシ基、(メタ)アクリロイル基、等の官能基を有する多官能(メタ)アクリル酸エステル樹脂およびエマルジョン系微粒子も好適に採用可能である。具体的にはペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、n-ラウリルアクリレート、n−ステアリルアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、パーフルオロオクチルエチルメタクリレート、トリクロロエチルメタクリレート、ウレタンアクリレート、アクリル系架橋共重合体微粒子、ウレタン系架橋共重合体微粒子、アクリル−ウレタン系架橋共重合体微粒子等およびこれらの混合物が挙げられる。   Preferably, a polyfunctional (meth) acrylate resin having a functional group such as a silyl group, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, or a sulfo group can be used as the organic resin adhesive layer forming component. is there. Specifically, polyacryl such as hexaerythritol tripentaacrylate, pentaerythritol triacrylate, diethylaminomethyl methacrylate, dimethylaminomethyl methacrylate, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl acrylate, methoxytriethylene glycol dimethacrylate, butoxydiethylene glycol methacrylate, etc. Resin, polyvinyl alcohol or a modified product thereof (cation modification, anion modification, silanol modification), starch or modification product thereof (oxidation, etherification), gelatin or modification product thereof, casein or modification product thereof, carboxymethyl cellulose, arabic gum, hydroxy Cellulose derivatives such as ethyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, SBR latex, N R latex, conjugated diene copolymer latex such as methylmethacrylate-butadiene copolymer, functional group-modified polymer latex, vinyl copolymer latex such as ethylene vinyl acetate copolymer, polyvinylpyrrolidone, maleic anhydride or the like It may be a copolymer, an acrylate ester copolymer, a mixture thereof, or two or more copolymers or modified products of these resins. In addition, polyfunctional (meth) acrylic acid ester resins having a functional group such as vinyl group, urethane group, epoxy group, (meth) acryloyl group, and emulsion-based fine particles can be suitably employed. Specifically, pentaerythritol tetraacrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetraacrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, n-lauryl acrylate, n-stearyl acrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, perfluorooctylethyl methacrylate, trichloroethyl methacrylate, urethane acrylate, acrylic cross-linked copolymer fine particles, urethane Cross-linked copolymer fine particles, acrylic-urethane cross-linked copolymer Particles and the like and mixtures thereof.

無機酸化物系の接着層を形成する場合、シリカゾル、シリカアルミナゾル、アンチモンドープ酸化錫(ATO)ゾル、錫ドープ酸化インジウム(ITO)ゾル等のゾルの他、ケイ酸アルカリ水溶液をイオン交換樹脂等で脱アルカリして得られる酸性ケイ酸液、有機珪素化合物あるいはこれらの加水分解物による、無機酸化物を用いることができる。   When forming an inorganic oxide-based adhesive layer, in addition to sols such as silica sol, silica alumina sol, antimony-doped tin oxide (ATO) sol, tin-doped indium oxide (ITO) sol, an alkali silicate aqueous solution can be used with an ion exchange resin or the like. It is possible to use an inorganic oxide made of an acidic silicic acid solution obtained by dealkalization, an organic silicon compound, or a hydrolyzate thereof.

なかでも、シリカゾル、ケイ酸アルカリをイオン交換樹脂で脱アルカリして得られる酸性珪酸酸液、加水分解性有機ケイ素化合物に由来するシリカが好適である。
特に、下記式(2)で表される加水分解性有機ケイ素化合物の加水分解重縮合物であるシリカ接着層が好ましい。
n-SiX4-n (2)
(但し、式中、Rは炭素数1〜10の非置換または置換炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。X:炭素数1〜4のアルコキシ基、水酸基、ハロゲン、水素、n:0〜1の整数)
Of these, silica sol, acidic silicate solution obtained by dealkalizing alkali silicate with an ion exchange resin, and silica derived from a hydrolyzable organosilicon compound are preferred.
In particular, a silica adhesive layer which is a hydrolyzed polycondensate of a hydrolyzable organosilicon compound represented by the following formula (2) is preferable.
R n -SiX 4-n (2)
(In the formula, R is an unsubstituted or substituted hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and may be the same or different from each other. X: an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyl group, Halogen, hydrogen, n: an integer of 0 to 1)

ここで、加水分解重縮合物とは、後述する製造工程で、加水分解性有機ケイ素化合物、これらの部分加水分解物、加水分解物であったものが加熱処理によって重縮合したものであることを意味している。   Here, the hydrolyzed polycondensate is a hydrolyzable organosilicon compound, a partial hydrolyzate thereof, or a hydrolyzate that has been polycondensed by heat treatment in the production process described later. I mean.

このような加水分解性有機ケイ素化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、イソブ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、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル-3,3,3−トリフルオロプロピルジメトキシシラン、β−(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、γ-グリシドキシメチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシメチルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシエチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシエチルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(β−グリシドキシエトキシ)プロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシメチルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシメチルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシエチルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシエチルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラオクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、3-ウレイドイソプロピルプロピルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリメチルシラノール、メチルトリクロロシラン等およびこれらの混合物が挙げられる。   Such hydrolyzable organosilicon compounds include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methyltriethoxy. Silane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (βmethoxyethoxy) silane, 3,3,3-trifluoropropyltri Methoxysilane, methyl-3,3,3-trifluoropropyldimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxymethyltrimethoxysila , Γ-glycidoxymethyltriethoxysilane, γ-glycidoxyethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxyethyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxy Silane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ- (β-glycidoxyethoxy) propyltrimethoxysilane, γ- (meth) acrylooxymethyltrimethoxysilane, γ- (meth) acrylooxymethyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloxyethyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxyethyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxy Silane, γ- (meth) acrylooxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) a Acryloxypropyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, butyltrimethoxysilane, isobutyltriethoxysilane, hexyltriethoxysilaoctyltriethoxysilane, decyltriethoxysilane, butyltriethoxysilane, isobutyl Triethoxysilane, hexyltriethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltriethoxysilane, 3-ureidoisopropylpropyltriethoxysilane, perfluorooctylethyltrimethoxysilane, perfluorooctylethyltriethoxysilane, perfluorooctylethyltriiso Propoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β ( Minoechiru) .gamma.-aminopropyltrimethoxysilane, N- phenyl--γ- aminopropyltrimethoxysilane, .gamma.-mercaptopropyltrimethoxysilane, trimethylsilanol, methyl trichlorosilane, and the like and mixtures thereof.

なかでも、n=0(4官能)の加水分解性有機ケイ素化合物、またはn=0(4官能)の加水分解性有機ケイ素化合物とn=1(3官能)の加水分解性有機ケイ素化合物との混合物を用いると、基材との密着性、強度、硬度等に優れ、オーバーコート層との接着性も増し、最終的に強度、硬度、撥水性に優れた撥水性被膜付基材を得ることができ、水処理に好適に用いることができる。   Among them, n = 0 (tetrafunctional) hydrolyzable organosilicon compound, or n = 0 (tetrafunctional) hydrolyzable organosilicon compound and n = 1 (trifunctional) hydrolyzable organosilicon compound Use of the mixture provides excellent adhesion to the substrate, strength, hardness, etc., increased adhesion to the overcoat layer, and finally a substrate with a water-repellent coating with excellent strength, hardness, and water repellency. And can be suitably used for water treatment.

接着層(a1)または(a2)の形成量は金属酸化物粒子層中の金属酸化物粒子を酸化物換算し100重量部に対し、接着層を固形分として1〜200重量部、さらには10〜190重量部の範囲にあることが好ましい。   The formation amount of the adhesive layer (a1) or (a2) is 1 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the metal oxide particles in the metal oxide particle layer in terms of oxides, and 10 to 10 parts by weight based on the adhesive layer. It is preferable to be in the range of ˜190 parts by weight.

接着層の形成量が少ないと、基材と金属酸化物粒子層との接着性(密着性)、金属酸化物粒子層とオーバーコート層との接着性が不充分となる場合がある。
接着層(a1)の形成量が多すぎると、金属酸化物粒子層の凹凸が小さくなる場合があり、最終的に得られる撥水性被膜の撥水性が不充分となる場合がある。
接着層(a2)の形成量が多すぎると、金属酸化物粒子層と金属酸化物粒子層表面の凹凸および微細凹凸が小さくなる場合があり、最終的に得られる撥水性被膜の撥水性が不充分となる場合がある。
If the formation amount of the adhesive layer is small, the adhesiveness (adhesiveness) between the substrate and the metal oxide particle layer and the adhesiveness between the metal oxide particle layer and the overcoat layer may be insufficient.
If the amount of the adhesive layer (a1) formed is too large, the unevenness of the metal oxide particle layer may be reduced, and the water-repellent coating finally obtained may be insufficient in water repellency.
If the formation amount of the adhesive layer (a2) is too large, unevenness and fine unevenness on the surface of the metal oxide particle layer and the metal oxide particle layer may be reduced, resulting in poor water repellency of the finally obtained water-repellent coating. May be sufficient.

オーバーコート層
前記金属酸化物粒子層上にはオーバーコート層が形成されている。
オーバーコート層としては、金属酸化物粒子層と結合し、撥水性を向上できれば特に制限はないが、フッ素含有化合物、アルキル基含有化合物、シリコーン系化合物の少なくとも1種を含んでなることが好ましい。
Overcoat layer An overcoat layer is formed on the metal oxide particle layer.
The overcoat layer is not particularly limited as long as it can bond to the metal oxide particle layer and improve water repellency, but preferably contains at least one of a fluorine-containing compound, an alkyl group-containing compound and a silicone compound.

フッ素含有化合物としては、パーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等のシラン誘導体、1H,1H,2H,2H−パーフルオロ−n−ヘキシルホスホン酸、1H,1H,2H,2H−パーフルオロ−n−オクチルホスホン酸、1H,1H,2H,2H−パーフルオロ−n−デシルホスホン酸等のホスホン酸誘導体、フロロテクノロジー製のフロロサーフ、NODASCREEN製のINTシリーズ等が挙げられる。   Examples of fluorine-containing compounds include silane derivatives such as perfluorooctylethyltrimethoxysilane, perfluorooctylethyltriethoxysilane, perfluorooctylethyltriisopropoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, and the like, 1H, 1H, 2H, 2H- Phosphonic acid derivatives such as perfluoro-n-hexylphosphonic acid, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluoro-n-octylphosphonic acid, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluoro-n-decylphosphonic acid, fluorotechnology Fluorosurf manufactured by NODASCREEN, etc.

アルキル基含有化合物としては、10−カルボキシデシルホスホン酸、11−ヒドロキシウンデシルホスホン酸、11−(ナフタレン−2−イルオキシ)ウンデシルホスホン酸、11−[2[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]エトキシ]ウンデシルホスホン酸、オクタデシルホスホン酸、11−フタルイミドウンデシルホスホン酸等が挙げられる。   Examples of the alkyl group-containing compound include 10-carboxydecylphosphonic acid, 11-hydroxyundecylphosphonic acid, 11- (naphthalen-2-yloxy) undecylphosphonic acid, and 11- [2 [2- (2-methoxyethoxy) ethoxy. ] Ethoxy] undecylphosphonic acid, octadecylphosphonic acid, 11-phthalimidoundecylphosphonic acid and the like.

シリコーン系化合物としては、信越化学製の変性反応性シリコーン、モメンティブ製の変性反応性シリコーン等が挙げられる。このとき、変性反応性シリコーンは、官能基としてアクリル基・(メタ)アクリロキシ基、エポキシ基、シラノール基、フェノール基、カルボキシル基等を含むものが好ましい。   Examples of the silicone compound include modified reactive silicone manufactured by Shin-Etsu Chemical, modified reactive silicone manufactured by Momentive, and the like. At this time, the modified reactive silicone preferably contains an acrylic group / (meth) acryloxy group, an epoxy group, a silanol group, a phenol group, a carboxyl group or the like as a functional group.

本発明では、下記式(3)で表される加水分解性有機ケイ素化合物の加水分解重縮合物を用いることが好ましい。
n-SiX4-n (3)
(但し、式中、Rは炭素数1〜10の炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。X:炭素数1〜4のアルコキシ基、水酸基、ハロゲン、水素、n:1〜3の整数)
ここで、加水分解性有機ケイ素化合物の加水分解重縮合物とは、後述する製造工程で、加水分解性有機ケイ素化合物、これらの部分加水分解物、加水分解物であったものが加熱処理によって重縮合したものであることを意味している。
In the present invention, it is preferable to use a hydrolysis polycondensate of a hydrolyzable organosilicon compound represented by the following formula (3).
R n -SiX 4-n (3 )
(In the formula, R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and may be the same or different from each other. X: an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyl group, a halogen, hydrogen, n: an integer of 1 to 3)
Here, the hydrolyzable polycondensate of a hydrolyzable organosilicon compound means a hydrolyzable organosilicon compound, a partial hydrolyzate thereof, or a hydrolyzate that has been subjected to heat treatment in the production process described later. It means that it is condensed.

このような加水分解性有機ケイ素化合物としては、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、イソブ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、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル-3,3,3−トリフルオロプロピルジメトキシシラン、β−(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、γ-グリシドキシメチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシメチルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシエチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシエチルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(β−グリシドキシエトキシ)プロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシメチルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシメチルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシエチルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシエチルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、へキシルトリエトキシシラオクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、3-ウレイドイソプロピルプロピルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリメチルシラノール、メチルトリクロロシラン、N−β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリメチルシラノール、メチルトリクロロシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等およびこれらの混合物が挙げられる。   Examples of such hydrolyzable organosilicon compounds include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, Isobutyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (βmethoxyethoxy) silane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, methyl-3,3,3-trifluoropropyldimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxymethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxymethyltriethoxysilane, γ-glycidoxyethyltrimethoxysilane, γ-glyci Doxyethyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ- ( β-glycidoxyethoxy) propyltrimethoxysilane, γ- (meth) acrylooxymethyltrimethoxysilane, γ- (meth) acrylooxymethyltriethoxysilane, γ- (meth) acrylooxyethyltrimethoxysilane , Γ- (meth) acrylooxyethyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane Ethoxysilane, γ- (meth) acrylooxypropyltriethoxysilane, Butyltrimethoxysilane, Isobutyltriethoxysilane, Hexyltriethoxysilaoctyltriethoxysilane, Decyltriethoxysilane, Butyltriethoxysilane, Isobutyltriethoxysilane, Hexyltriethoxysilane, Octyltriethoxysilane, Decyltriethoxysilane, 3-ureidoisopropylpropyltriethoxysilane, perfluorooctylethyltrimethoxysilane, perfluorooctylethyltriethoxysilane, perfluorooctylethyltriisopropoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ- Aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane , Γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, trimethylsilanol, methyltrichlorosilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, trimethylsilanol, methyltrichlorosilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyl Examples include diethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, and the like, and mixtures thereof.

なかでも、パーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等のフッ素置換炭化水素基を含む加水分解性有機ケイ素化合物の加水分解重縮合物が含まれていると、より撥水性に優れた被膜を得ることができる。   Of these, hydrolyzable organosilicon compounds containing fluorine-substituted hydrocarbon groups such as perfluorooctylethyltrimethoxysilane, perfluorooctylethyltriethoxysilane, perfluorooctylethyltriisopropoxysilane, and trifluoropropyltrimethoxysilane. When the hydrolyzed polycondensate is contained, a film having more excellent water repellency can be obtained.

撥水性被膜中のオーバーコート層の含有量は前記金属酸化物粒子層中の金属酸化物粒子100重量部に対し、固形分として1〜100重量部、さらには2〜80重量部の範囲にあることが好ましい。   The content of the overcoat layer in the water-repellent coating is in the range of 1 to 100 parts by weight, further 2 to 80 parts by weight as a solid content with respect to 100 parts by weight of the metal oxide particles in the metal oxide particle layer. It is preferable.

オーバーコート層の含有量が少ないと、一部、オーバーコート層が形成されていない塗布ムラが生じ、充分な撥水性が得られない場合があり、また、オーバーコート層の含有量が多すぎても、後述する撥水性被膜表面の凹凸の平均高さ(TF)、凸部間距離(WF)が小さくなり、また凸部表面の微細凹凸の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)が小さくなり、撥水性はむしろ低下する場合がある。 If the content of the overcoat layer is small, uneven coating may occur in some cases where the overcoat layer is not formed, sufficient water repellency may not be obtained, and the content of the overcoat layer is too large. In addition, the average height (T F ) of the irregularities on the surface of the water-repellent film, which will be described later, and the distance (W F ) between the convex portions are reduced, and the average height (T FF ) of the fine irregularities on the convex portion surface In some cases, the distance (W FF ) is decreased, and the water repellency is rather lowered.

凹凸構造
本発明に係る撥水性被膜付基材は、表面が凹凸構造を有する。
該凹凸構造は、凸部の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(ピッチ幅)、水との接触角で定義される。
Uneven structure The surface of the substrate with a water-repellent coating according to the present invention has an uneven structure.
The concavo-convex structure is defined by an average height (T F ) of convex portions, an average distance between convex portions (pitch width), and a contact angle with water.

該凹凸構造の凸部の平均高さ(TF)が50〜500nm、さらには50〜400nmの範囲にあることが好ましい。凸部の平均高さ(TF)が小さいと、撥水性被膜の撥水性が不十分となる場合がある。 It is preferable that the average height (T F ) of the convex portions of the concavo-convex structure is in the range of 50 to 500 nm, more preferably 50 to 400 nm. When the average height (T F ) of the convex portions is small, the water repellency of the water repellent coating film may be insufficient.

凸部の平均高さ(TF)が大きすぎると、撥水性被膜の強度が不十分となる場合がある。
また、平均凸部間距離(ピッチ幅ということがある)(WF)は20〜1000nm、さらには70〜800nmの範囲にあることが好ましい。
If the average height (T F ) of the convex portions is too large, the strength of the water-repellent film may be insufficient.
Moreover, it is preferable that the distance between average convex parts (it may be called pitch width) (W F ) is in the range of 20 to 1000 nm, more preferably 70 to 800 nm.

平均凸部間距離(WF)が前記範囲にない場合は、撥水性被膜の撥水性が不十分となる場合がある。
平均凸部間距離(WF)が短いと、撥水性被膜の撥水性が不十分となる場合がある。
If the average inter-convex distance (W F ) is not within the above range, the water repellency of the water repellent film may be insufficient.
When the average distance between the convex portions (W F ) is short, the water repellency of the water repellent film may be insufficient.

平均凸部間距離(WF)が大きすぎても、撥水性被膜の撥水性が不十分となる場合がある。
本発明では、前記凸部の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)は撥水性被膜の断面の透過型電子顕微鏡写真(TEM)を撮影し、50個の凸部の高さ、ピッチ間距離を測定し、その平均値とした。
Even if the distance between the average convex portions (W F ) is too large, the water-repellent coating may have insufficient water repellency.
In the present invention, the average height (T F ) and the average distance (W F ) between the protrusions are obtained by taking a transmission electron micrograph (TEM) of the cross section of the water-repellent coating, and measuring 50 protrusions. The height and the distance between pitches were measured, and the average value was obtained.

前記凸部の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)は、金属酸化物粒子の大きさを選択するとともに、後述する被膜付基材の製造方法における金属酸化物粒子分散液の濃度、塗布方法、前記接着層(a2)の形成量等によって調整される。 The average height (T F ) of the protrusions and the average distance (W F ) between the protrusions select the size of the metal oxide particles and disperse the metal oxide particles in the coated substrate manufacturing method described later. It is adjusted depending on the concentration of the liquid, the coating method, the amount of the adhesive layer (a2) formed, and the like.

具体的には、金属酸化物粒子の大きさの大きい場合、平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)が大きくなる傾向にあり、また、金属酸化物粒子分散液の濃度が高い場合平均高さ(TF)が高くなる傾向にあり、濃度が低い場合平均凸部間距離(WF)が大きくなる傾向にある。前記接着層(a2)の形成量が多い場合、前記凹凸および後述する微細凹凸が小さくなる。 Specifically, when the size of the metal oxide particles is large, the average height (T F ) and the average distance between the convex portions (W F ) tend to increase, and the concentration of the metal oxide particle dispersion liquid When the density is high, the average height (T F ) tends to be high, and when the density is low, the average distance between convex portions (W F ) tends to be large. When the formation amount of the adhesive layer (a2) is large, the unevenness and the fine unevenness described later are reduced.

本発明の撥水性被膜表面の凸部は、凸部表面にさらに微細な凹凸を有している。 微細凹凸の凸部の平均高さ(TFF)は0.1〜5nm、さらには0.2〜3nmの範囲にあることが好ましい。 The convex part on the surface of the water-repellent coating film of the present invention has finer irregularities on the convex part surface. The average height (T FF ) of the convex portions of the fine irregularities is preferably in the range of 0.1 to 5 nm, more preferably 0.2 to 3 nm.

微細凹凸の凸部の平均高さ(TFF)が前記範囲にあると、より撥水性に優れた透明被膜が得られる。
また、微細凹凸の凸部の平均凸部間距離(WFF)が0.1〜5nm、さらには0.2〜3nmの範囲にあることが好ましい。
When the average height (T FF ) of the convex portions of the fine irregularities is in the above range, a transparent film having more excellent water repellency can be obtained.
The average protrusion distance of the convex portions of the fine irregularities (W FF) is 0.1 to 5 nm, more preferably in the range of 0.2~3Nm.

微細凹凸の凸部の平均凸部間距離(WFF)が前記範囲にあると、前記平均高さ(TFF)が所定範囲にある場合と同様に、より撥水性に優れた被膜が得られる。
このような、微細凹凸の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)は、前記した平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)測定時に測定することができ、任意の凸部5個について、凸部を指定して拡大すると微細凹凸の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)を測定することができる。
If the average inter-convex distance (W FF ) of the convexes of fine irregularities is in the above range, a coating with more excellent water repellency can be obtained as in the case where the average height (T FF ) is in the predetermined range. .
The average height (T FF ) and average distance between convex portions (W FF ) of such fine irregularities should be measured when measuring the above average height (T F ) and average distance between convex portions (W F ). When an arbitrary five convex portions are designated and enlarged, the average height (T FF ) and the average inter-convex distance (W FF ) of the fine irregularities can be measured.

前記平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)は、被覆用金属酸化物微粒子の大きさおよび前記表面被覆率を選択するとともに、前記オーバーコート層の撥水性被膜中の含有量等によって調整される。 The average height (T FF ) and the average distance between convex portions (W FF ) select the size of the metal oxide fine particles for coating and the surface coverage, and the overcoat layer is contained in the water-repellent coating. It is adjusted by the amount etc.

また、撥水性被膜は水との接触角が100〜180°、さらには130〜180°の範囲にあることが好ましい。
これは、前記凹凸構造およびオーバーコート層による特性である。接触角を前記範囲で調整するには、前記した方法で凸部の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)を所定範囲となるように金属酸化物粒子を選択するとともに、オーバーコート層を形成すればよい。
The water repellent coating preferably has a contact angle with water in the range of 100 to 180 °, more preferably 130 to 180 °.
This is a characteristic of the uneven structure and the overcoat layer. In order to adjust the contact angle within the above range, the metal oxide particles are selected so that the average height (T F ) and the average inter-convex distance (W F ) of the convex portions are within a predetermined range by the method described above. An overcoat layer may be formed.

撥水性被膜の水との接触角が前記範囲にあれば、通常、水滴が被膜上に付着することなく水を弾くような撥水性被膜を得ることができ、前記した基材上に撥水性被膜を形成し、防水性能、耐薬品性能等を必要とする自動車、各種電子デバイス等に好適に採用することができる。また、基材が繊維あるいは布等である場合は防水衣料等として使用することもできる。
つぎに、本発明に係る撥水性被膜付基材の製造方法について説明する。
If the contact angle of the water-repellent coating with water is in the above range, a water-repellent coating that normally repels water without water droplets adhering to the coating can be obtained. And can be suitably used for automobiles, various electronic devices, and the like that require waterproof performance, chemical resistance performance, and the like. Moreover, when a base material is a fiber or a cloth, it can also be used as waterproof clothing.
Below, the manufacturing method of the base material with a water-repellent film which concerns on this invention is demonstrated.

[撥水性被膜付基材の製造方法]
本発明に係る撥水性被膜付基材の製造方法は、下記の工程(b)〜(d)からなり、表面が凹凸構造を有し、該凸部の平均高さ(TF)が30〜500nmの範囲にあり、平均凸部間距離(ピッチ幅)(WF)が50〜1000nmの範囲にあり、水との接触角が100〜180°の範囲にあることを特徴としている。
(b)基材上に金属酸化物粒子分散液を塗布して金属酸化物微粒子層を形成する工程
(c)金属酸化物粒子層上に、オーバーコート層形成用塗布液を塗布してオーバーコート層を形成する工程
(d)加熱処理する工程
なお、(b)工程の金属酸化物微粒子層形成前に、基材表面に接着層を設けてもよく、また微粒子層形成後の、微粒子層表面に接着層を設けてもよい。
[Method for producing substrate with water-repellent coating]
The method for producing a substrate with a water-repellent coating according to the present invention comprises the following steps (b) to (d), the surface has an uneven structure, and the average height (T F ) of the protrusions is 30 to It is in the range of 500 nm, the average inter-convex distance (pitch width) (W F ) is in the range of 50 to 1000 nm, and the contact angle with water is in the range of 100 to 180 °.
(B) A step of forming a metal oxide fine particle layer by applying a metal oxide particle dispersion on a substrate (c) An overcoat layer forming coating solution is applied on the metal oxide particle layer Step of forming layer (d) Step of heat treatment Note that an adhesive layer may be provided on the surface of the substrate before forming the metal oxide fine particle layer in step (b), and the surface of the fine particle layer after forming the fine particle layer An adhesive layer may be provided.

工程(a1)ないし(a2)
本発明では、後述する工程(b)の前に、工程(a1)により、基材表面に接着層形成用塗布液を塗布して接着層(a1)を形成してもよく、工程(b)についで、金属酸化物粒子層上に接着層形成用塗布液を塗布して接着層(a2)を形成することもできる。また接着層(a1)も(a2)も双方形成してもよい。
Process (a1) to (a2)
In the present invention, the adhesive layer (a1) may be formed by applying a coating solution for forming an adhesive layer on the surface of the substrate by the step (a1) before the step (b) described later. Subsequently, the adhesive layer (a2) can also be formed by applying an adhesive layer-forming coating solution onto the metal oxide particle layer. Both the adhesive layers (a1) and (a2) may be formed.

接着層形成用塗布液
接着層形成用塗布液としては、基材と金属酸化物粒子層と、または金属酸化物粒子層と後述するオーバーコート層とを密着性よく接着できれば特に制限はないが、前記したような有機樹脂系接着用樹脂あるいは無機酸化物系の接着層形成成分が好適に用いられる。
Adhesive layer-forming coating solution As the adhesive layer-forming coating solution, there is no particular limitation as long as the substrate and the metal oxide particle layer, or the metal oxide particle layer and the overcoat layer described later can be adhered with good adhesion, The organic resin adhesive resin or inorganic oxide adhesive layer forming component as described above is preferably used.

接着層形成用塗布液の分散媒は、後述する金属酸化物粒子分散液の分散媒と同様の分散媒を用いることができる。
接着層形成用塗布液の濃度は固形分として0.05〜20重量%、さらには0.1〜10重量%の範囲にあることが好ましい。
As the dispersion medium of the coating liquid for forming the adhesive layer, the same dispersion medium as that of the metal oxide particle dispersion described later can be used.
The concentration of the coating solution for forming the adhesive layer is preferably in the range of 0.05 to 20% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight as the solid content.

接着層形成用塗布液の濃度が前記範囲にあると、塗布方法によっても異なるが、基材または金属酸化物粒子層に均一に塗布することができ、前記接着層として機能し、密着性に優れた金属酸化物粒子層、オーバーコート層さらには撥水性被膜を形成することができる。   When the concentration of the coating solution for forming the adhesive layer is within the above range, it can be uniformly applied to the substrate or the metal oxide particle layer, although it varies depending on the coating method, functions as the adhesive layer, and has excellent adhesion. Further, a metal oxide particle layer, an overcoat layer, and a water repellent film can be formed.

接着層形成用塗布液は、金属酸化物粒子層中の金属酸化物粒子を酸化物(固形分)として100重量部に対し、接着層が固形分として1〜200重量部、さらには5〜150重量部の範囲となるように接着層形成用塗布液を用いる。   The coating liquid for forming the adhesive layer is 100 parts by weight as the oxide (solid content) of the metal oxide particles in the metal oxide particle layer, 1 to 200 parts by weight as the solid content, and further 5 to 150 parts as the solid content. A coating solution for forming an adhesive layer is used so as to be in the range of parts by weight.

接着層形成用塗布液の塗布量が少ないと、基材と撥水性被膜との密着性が不充分となる場合がある。
接着層形成用塗布液の塗布量が多すぎても、前記表面凹凸構造が所定範囲外となることがあり、最終的に得られる撥水性被膜の撥水性が不充分となる場合がある。
If the coating amount of the coating solution for forming the adhesive layer is small, the adhesion between the substrate and the water-repellent film may be insufficient.
Even if the application amount of the coating liquid for forming the adhesive layer is too large, the surface uneven structure may be outside the predetermined range, and the water repellency of the finally obtained water-repellent film may be insufficient.

接着層形成用塗布液の塗布方法としては、基材にあるいは金属酸化物粒子層に均一に塗布できれば特に制限は無く、例えば、バーコーター法、ディップ法、スプレー法、スピナー法、ロールコート法、グラビアコート法、スリットコート法、カーテンコート法等が挙げられる。   The method for applying the coating solution for forming the adhesive layer is not particularly limited as long as it can be uniformly applied to the substrate or the metal oxide particle layer. For example, the bar coater method, the dip method, the spray method, the spinner method, the roll coat method, Examples include a gravure coating method, a slit coating method, and a curtain coating method.

接着層形成用塗布液を塗布後、乾燥することが好ましく、乾燥方法は従来公知の方法を採用することができ、例えば、乾燥温度は、接着層形成用塗布液の分散媒を実質的に除去できれば特に制限はないが概ね50〜120℃、好ましくは60〜100℃である。   It is preferable to dry after applying the coating solution for forming the adhesive layer, and a conventionally known method can be adopted as the drying method. For example, the drying temperature substantially removes the dispersion medium of the coating solution for forming the adhesive layer. Although there is no restriction | limiting in particular if possible, it is 50-120 degreeC in general, Preferably it is 60-100 degreeC.

さらに、必要に応じて加熱処理および/またはUV照射処理することもできる。
加熱処理温度は、基材の種類によっても異なるが、130〜400℃、さらには150〜200℃の範囲にあることが好ましい。
Furthermore, heat treatment and / or UV irradiation treatment may be performed as necessary.
Although heat processing temperature changes also with the kind of base material, it is preferable that it exists in the range of 130-400 degreeC, Furthermore, 150-200 degreeC.

UV照射処理は、基材の種類によっても異なるが、高圧水銀灯などを用い365nmの波長のUVを100〜1200mJ/cm2、さらには200〜800mJ/cm2の範囲で照射することが好ましい。 UV irradiation treatment varies depending on the type of substrate, 100~1200mJ / cm 2 of UV wavelengths 365nm using a high pressure mercury lamp, and it is more preferable that the irradiation in the range of 200~800mJ / cm 2.

工程(b)
基材上に、前記接着層(a1)を形成した場合は接着層(a1)上に金属酸化物粒子分散液を塗布して金属酸化物粒子層を形成する。
金属酸化物粒子分散液としては前記した金属酸化物粒子の分散液を用いる。
Step (b)
When the adhesive layer (a1) is formed on the substrate, the metal oxide particle dispersion is applied onto the adhesive layer (a1) to form a metal oxide particle layer.
As the metal oxide particle dispersion, the aforementioned metal oxide particle dispersion is used.

分散媒
金属酸化物粒子分散液の分散媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、2-プロパノール(IPA)、ブタノール、ジアセトンアルコール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール等のアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸プロピル、酢酸イソブチル、酢酸ブチル、酢酸イソペンチル、酢酸ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸シクロヘキシル、エチレングリコールモノアセテート等のエステル類、エチレングリコール、ヘキシレングリコール等のグリコール類;ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プルピレングリコールモノプロピルエーテル等のエーテル類を含む親水性溶媒、酢酸プロピル、酢酸イソブチル、酢酸ブチル、酢酸イソペンチル、酢酸ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸シクロヘキシル、エチレングリコールモノアセタート等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ブチルメチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、ジプロピルケトン、メチルペンチルケトン、ジイソブチルケトン等のケトン類;トルエン等極性溶媒が挙げられる。さらに、N−メチルピロリドン等の極性溶媒を用いることもでき、これらは単独で使用してもよく、また2種以上混合して使用してもよい。
Examples of the dispersion medium of the dispersion medium metal oxide particle dispersion include alcohols such as water, methanol, ethanol, propanol, 2-propanol (IPA), butanol, diacetone alcohol, furfuryl alcohol, and tetrahydrofurfuryl alcohol; Esters such as methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, propyl acetate, isobutyl acetate, butyl acetate, isopentyl acetate, pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, cyclohexyl acetate, ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol, Glycols such as hexylene glycol; diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol Hydrophilic solvents including ethers such as propyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, and propylene glycol monopropyl ether, propyl acetate, isobutyl acetate, butyl acetate, isopentyl acetate , Esters such as pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, cyclohexyl acetate, ethylene glycol monoacetate; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, butyl methyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, dipropyl ketone, methyl Ketones such as pentyl ketone and diisobutyl ketone; and polar solvents such as toluene. Furthermore, polar solvents such as N-methylpyrrolidone can also be used, and these may be used alone or in combination of two or more.

本発明では、金属酸化物粒子を表面処理して用いることもできる。表面処理剤としては加水分解性有機珪素化合物が好適に用いられる。
加水分解性有機珪素化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、イソブ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、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル-3,3,3−トリフルオロプロピルジメトキシシラン、β−(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、γ-グリシドキシメチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシメチルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシエチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシエチルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(β−グリシドキシエトキシ)プロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシメチルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシメチルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシエチルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシエチルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロオキシプロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、へキシルトリエトキシシラオクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、3-ウレイドイソプロピルプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリメチルシラノール、メチルトリクロロシラン等およびこれらの混合物が挙げられる。
In the present invention, metal oxide particles can be used after surface treatment. As the surface treating agent, a hydrolyzable organosilicon compound is preferably used.
Hydrolyzable organosilicon compounds include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldi Ethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (βmethoxyethoxy) silane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, methyl -3,3,3-trifluoropropyldimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxymethyltrimethoxysilane, γ-glycid Xymethyltriethoxysilane, γ-glycidoxyethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxyethyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycid Xylpropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ- (β-glycidoxyethoxy) propyltrimethoxysilane, γ- (meth) acrylooxymethyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryl Rooxymethyltriethoxysilane, γ- (meth) acrylooxyethyltrimethoxysilane, γ- (meth) acrylooxyethyltriethoxysilane, γ- (meth) acrylooxypropyltrimethoxysilane, γ- (meta ) Acryloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acrylooxyp Propyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, butyltrimethoxysilane, isobutyltriethoxysilane, hexyltriethoxysilaoctyltriethoxysilane, decyltriethoxysilane, butyltriethoxysilane, isobutyl Triethoxysilane, hexyltriethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltriethoxysilane, 3-ureidoisopropylpropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, trimethylsilanol, methyltrichlorosilane, and the like Compounds, and the like.

加水分解性有機珪素化合物での表面処理方法としては、従来公知の方法を採用することができ、例えば、金属酸化物粒子のアルコール分散液に所定量の加水分解性有機珪素化合物と必要量の水を加え、必要に応じて加水分解触媒として酸またはアルカリを加え、さらに必要に応じて加熱する方法が挙げられる。   As a surface treatment method with a hydrolyzable organosilicon compound, a conventionally known method can be employed. For example, a predetermined amount of a hydrolyzable organosilicon compound and a required amount of water are added to an alcohol dispersion of metal oxide particles. And an acid or alkali as a hydrolysis catalyst if necessary, and further heating if necessary.

また、前記加水分解性有機珪素化合物以外に他の加水分解性有機金属化合物を同様に用いることもできる。
加水分解性有機金属化合物としては、加水分解性有機アルミニウム化合物、加水分解性有機ジルコミニウム化合物、加水分解性有機チタニウム化合物等が挙げられる。
In addition to the hydrolyzable organosilicon compound, other hydrolyzable organometallic compounds can be used in the same manner.
Examples of the hydrolyzable organometallic compound include hydrolyzable organoaluminum compounds, hydrolyzable organozircominium compounds, hydrolyzable organotitanium compounds, and the like.

また、前記加水分解性有機金属化合物による表面処理法以外にストーバー法、乾式処理法、メカノフュージョン法等が挙げられる。
金属酸化物粒子分散液の濃度は固形分として0.1〜10重量%、さらには0.5〜8重量%の範囲にあることが好ましい。金属酸化物粒子分散液の濃度が低いと、前記凸部間距離が大きくなり、一部金属酸化物粒子層の無い塗布ムラが生じ、充分な撥水性が得られない場合がある。
In addition to the surface treatment method using the hydrolyzable organometallic compound, a Stover method, a dry treatment method, a mechanofusion method, and the like can be given.
The concentration of the metal oxide particle dispersion is preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 8% by weight as the solid content. When the concentration of the metal oxide particle dispersion is low, the distance between the convex portions becomes large, and uneven coating without a metal oxide particle layer may occur and sufficient water repellency may not be obtained.

金属酸化物粒子分散液の濃度が高いと、塗布方法によっても異なるが、塗工性が低下して均一な金属酸化物粒子層を形成できない場合、あるいは所望の凸部間距離に調整できない場合があり、得られる被膜の撥水性が不充分となる場合がある。   If the concentration of the metal oxide particle dispersion is high, it may vary depending on the coating method, but if the coatability is reduced and a uniform metal oxide particle layer cannot be formed, or the distance between the convex portions may not be adjusted. In some cases, the resulting coating film has insufficient water repellency.

金属酸化物粒子分散液を塗布するが、塗布方法としては、概ね所望の凹凸構造を有する金属酸化物粒子層を密着性よく形成できれば特に制限は無く、例えば、ディッピング法、バーコーター法、スプレー法、スピナー法、ロールコート法、グラビアコート法、スリットコート法、カーテンコート法等が挙げられる。   The metal oxide particle dispersion is applied, but the application method is not particularly limited as long as a metal oxide particle layer having a generally desired uneven structure can be formed with good adhesion. For example, a dipping method, a bar coater method, a spray method , Spinner method, roll coating method, gravure coating method, slit coating method, curtain coating method and the like.

金属酸化物粒子分散液を塗布後、乾燥することが好ましく、乾燥方法は従来公知の方法を採用することができ、例えば、乾燥温度は、金属酸化物粒子分散液の分散媒を実質的に除去できれば特に制限はなく、室温で風乾することもできるが、概ね50〜120℃、好ましくは60〜100℃で加熱乾燥することが好ましい。   It is preferable to dry after applying the metal oxide particle dispersion, and a conventionally known method can be adopted as the drying method. For example, the drying temperature substantially removes the dispersion medium of the metal oxide particle dispersion. There is no particular limitation as long as it can be done, and it can be air-dried at room temperature. However, it is preferably about 50 to 120 ° C., preferably 60 to 100 ° C.

工程(c)
金属酸化物粒子層または接着層(a2)上に、オーバーコート層形成用塗布液を塗布してオーバーコート層を形成する。
Step (c)
On the metal oxide particle layer or the adhesive layer (a2), an overcoat layer-forming coating solution is applied to form an overcoat layer.

オーバーコート層形成用塗布液としては、前記したフッ素含有化合物、アルキル基含有化合物、シリコーン系化合物またはこれらの部分加水分解物、加水分解物が用いられる。
本発明では、オーバーコート層形成用塗布液には前記したオーバーコート層形成成分が含まれる。
As the coating solution for forming the overcoat layer, the aforementioned fluorine-containing compound, alkyl group-containing compound, silicone compound, or a partial hydrolyzate or hydrolyzate thereof is used.
In the present invention, the overcoat layer forming coating solution contains the above-described overcoat layer forming component.

オーバーコート層形成用塗布液の分散媒としては、金属酸化物粒子分散液の分散媒と同様の分散媒を用いることができる。
オーバーコート層形成用塗布液の濃度は固形分としてとして0.05〜20重量%、さらには0.1〜10重量%の範囲にあることが好ましい。
As a dispersion medium for the coating liquid for forming the overcoat layer, the same dispersion medium as that for the metal oxide particle dispersion can be used.
The concentration of the overcoat layer-forming coating solution is preferably in the range of 0.05 to 20% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight as the solid content.

オーバーコート層形成用塗布液の濃度が低い場合は、一部オーバーコート層の無い塗布ムラが生じ、充分な撥水性が得られない場合がある。オーバーコート層形成用塗布液の濃度が高すぎても、所望の凹凸構造が得られない場合があり、撥水性がさらに向上することもなく、むしろ撥水性が低下する場合がある。   When the concentration of the overcoat layer-forming coating solution is low, uneven coating without a part of the overcoat layer may occur, and sufficient water repellency may not be obtained. Even if the concentration of the coating solution for forming the overcoat layer is too high, the desired uneven structure may not be obtained, the water repellency may not be further improved, and the water repellency may rather be lowered.

オーバーコート層形成用塗布液は、前記したオーバーコート層の含有量となるように塗布される。
オーバーコート層形成用塗布液の塗布方法としては、金属酸化物粒子層に均一に塗布できれば特に制限は無く、例えば、ディッピング法、バーコーター法、スプレー法、スピナー法、ロールコート法、グラビアコート法、スリットコート法、カーテンコート法等が挙げられる。
The coating liquid for forming the overcoat layer is applied so as to have the content of the overcoat layer described above.
There are no particular restrictions on the method for applying the overcoat layer forming coating solution as long as it can be uniformly applied to the metal oxide particle layer. For example, dipping method, bar coater method, spray method, spinner method, roll coating method, gravure coating method , Slit coating method, curtain coating method and the like.

オーバーコート層形成用塗布液を塗布後、乾燥することが好ましく、乾燥方法は従来公知の方法を採用することができ、例えば、乾燥温度は、オーバーコート層形成用塗布液の分散媒を実質的に除去できれば特に制限はないが概ね50〜120℃、好ましくは60〜100℃である。   It is preferable to dry after applying the overcoat layer-forming coating solution, and a conventionally known method can be adopted as the drying method. For example, the drying temperature is substantially equal to the dispersion medium of the overcoat layer-forming coating solution. However, it is generally 50 to 120 ° C, preferably 60 to 100 ° C.

工程(d)
ついで、加熱処理する。
加熱処理温度は、基材の種類によっても異なるが、130〜700℃、さらには150〜500℃の範囲にあることが好ましい。
Step (d)
Next, heat treatment is performed.
Although heat processing temperature changes also with the kind of base material, it is preferable that it exists in the range of 130-700 degreeC, Furthermore, 150-500 degreeC.

乾燥・加熱処理によって、基材と接着層(a1)、接着層(a1)と金属酸化物粒子層、金属酸化物粒子層と接着層(a2)、接着層(a2)とオーバーコート層間の結合が増し、基材との密着性、膜の強度、硬度、耐擦傷性等に優れた撥水性被膜を形成することができる。
加熱処理温度が低いと、前記密着性、膜の強度、硬度、耐擦傷性等が不十分となる場合がある。
加熱処理温度が高すぎると、基材の種類によっては基材が変質する場合がある。
Bonding between substrate and adhesive layer (a1), adhesive layer (a1) and metal oxide particle layer, metal oxide particle layer and adhesive layer (a2), adhesive layer (a2) and overcoat layer by drying and heat treatment Thus, a water-repellent coating excellent in adhesion to the substrate, film strength, hardness, scratch resistance and the like can be formed.
When the heat treatment temperature is low, the adhesion, film strength, hardness, scratch resistance and the like may be insufficient.
If the heat treatment temperature is too high, the substrate may be altered depending on the type of the substrate.

[実施例]
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
[実施例1]
金属酸化物粒子(1)分散液の調製
正電荷を有する基体用金属酸化物粒子(A-1)の調製
シリカゾル(日揮触媒化成(株)製:カタロイドSI−80P、平均粒子径80nm、表面電位−60mV、SiO2濃度20重量%、pH10.2)750gに陽イオン交換樹脂(ROHMHARS(株)製:デュオライト)150gを混合し、0.5時間撹拌した。
[Example]
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited by these Examples.
[Example 1]
Preparation of metal oxide particle (1) dispersion
Preparation of positively charged base metal oxide particles (A-1) Silica sol (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: Cataloid SI-80P, average particle diameter 80 nm, surface potential -60 mV, SiO 2 concentration 20 wt%, pH 10 .2) 150 g of a cation exchange resin (ROHMHARS Co., Ltd .: Duolite) was mixed with 750 g and stirred for 0.5 hour.

ついで、陽イオン交換樹脂を分離した後、陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SUNNUP−C)135gを混合し、30℃で0.5時間撹拌し、ついで、陰イオン交換樹脂を分離して、SiO2濃度20重量%の精製シリカゾル750gを調製した。 Next, after separating the cation exchange resin, 135 g of anion exchange resin (Mitsubishi Chemical Corporation: SUNUP-C) is mixed and stirred at 30 ° C. for 0.5 hour, and then the anion exchange resin is separated. As a result, 750 g of purified silica sol having a SiO 2 concentration of 20% by weight was prepared.

ついで、精製シリカゾル750gにポリ塩化アルミニウム(多木化学(株)製:タキバイン#1000、Al23濃度23.55重量%)5.1gを添加し、常温で0.5時間撹拌した。ついで、純水2903gを添加して希釈してSiO2濃度4.1重量%のシリカからなる基体用金属酸化物粒子(A-1)分散液3658gを調製した。基体用金属酸化物粒子(A-1)分散液のpHは3.7であった。
基体用金属酸化物粒子(A-1)の表面電位を測定し、結果を表に示す。
Next, 5.1 g of polyaluminum chloride (manufactured by Taki Chemical Co., Ltd .: Takibaine # 1000, Al 2 O 3 concentration 23.55 wt%) was added to 750 g of purified silica sol, and the mixture was stirred at room temperature for 0.5 hour. Subsequently, 2903 g of pure water was added and diluted to prepare 3658 g of a dispersion of metal oxide particles for substrate (A-1) made of silica having a SiO 2 concentration of 4.1 wt%. The pH of the metal oxide particle (A-1) dispersion for the substrate was 3.7.
The surface potential of the metal oxide particles (A-1) for the substrate was measured, and the results are shown in the table.

ついで、SiO2濃度4.1重量%のシリカからなる基体用金属酸化物粒子(A-1)分散液3659gに、被覆用金属酸化物粒子(B-1)としてシリカゾル(日揮触媒化成(株)製:カタロイドSN−350、平均粒子径7nm、表面電位−23mV、SiO2濃度16.6重量%、pH3.7)294gを混合し、30℃で0.5時間攪拌した。このとき、混合分散液のSiO2濃度5.0重量%、pHは3.5であった。工程(m) Next, 3659 g of the base metal oxide particle (A-1) dispersion made of silica having a SiO 2 concentration of 4.1% by weight was added to a silica sol (JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd.) as the coating metal oxide particles (B-1). 294 g of Cataloid SN-350, average particle diameter 7 nm, surface potential -23 mV, SiO 2 concentration 16.6 wt%, pH 3.7) were mixed and stirred at 30 ° C. for 0.5 hour. At this time, the SiO 2 concentration of the mixed dispersion was 5.0% by weight and the pH was 3.5. Process (m)

ついで、混合分散液に陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SUNNUP−C)135gを混合し、0.5時間撹拌し、ついで、陰イオン交換樹脂を分離し、ロータリーエバポレーターによりSiO2濃度10重量%のシリカからなる金属酸化物粒子(1)分散液を調製した。ついで、純水で希釈し、レべリング剤(日信工業(株)製:EXP−4026)を金属酸化物粒子(1)分散液100重量部に対し0.1重量部となるように添加して固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子(1)分散液を調製した。分散液のpHは9.0であった。工程(n) Next, 135 g of an anion exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd .: SUNUP-C) was mixed in the mixed dispersion, and the mixture was stirred for 0.5 hour. Then, the anion exchange resin was separated, and the SiO 2 concentration was measured by a rotary evaporator. A dispersion of metal oxide particles (1) composed of 10% by weight of silica was prepared. Next, it was diluted with pure water, and a leveling agent (manufactured by Nissin Kogyo Co., Ltd .: EXP-4026) was added so as to be 0.1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the metal oxide particle (1) dispersion. Thus, a metal oxide particle (1) dispersion having a solid content concentration of 2.0% by weight was prepared. The pH of the dispersion was 9.0. Step (n)

得られた金属酸化物粒子(1)について、平均粒子径および被覆率を求め、結果を表に示す。
なお、実施例1における被覆率の計算過程を以下に示す。
(DA)=80nm、(DB)=7nm、(SA)=39.1m2/g
金属酸化物粒子1個当たりの表面積=4π・[(80/2)x10-9+(7/2))x10-9]2=2.4x10-142/個
単位g当たりの基体用金属酸化物粒子(A-1)の粒子数=1/[4/3xπx(80/2x10-73x2.2]=1.7x1015個 (シリカの密度は2.2)
(SC)=2.38x10-142/個x1.7x1015個/g=40.3m2/g
被覆率=(39.1m2/g−34m2/g)/(40.3m2/g−34m2/g)=80.7%
With respect to the obtained metal oxide particles (1), the average particle diameter and the coverage were determined, and the results are shown in the table.
In addition, the calculation process of the coverage in Example 1 is shown below.
(D A ) = 80 nm, (D B ) = 7 nm, (S A ) = 39.1 m 2 / g
Surface area per metal oxide particle = 4π · [(80/2) × 10 −9 + (7/2)) × 10 −9 ] 2 = 2.4 × 10 −14 m 2 / piece Metal for substrate per unit g Number of oxide particles (A-1) = 1 / [4/3 × πx (80/2 × 10 −7 ) 3 x2.2] = 1.7 × 10 15 (silica density is 2.2)
(S C ) = 2.38 × 10 −14 m 2 /piece×1.7×10 15 pieces / g = 40.3 m 2 / g
Coverage = (39.1m 2 / g-34m 2 /g)/(40.3m 2 / g-34m 2 /g)=80.7%

接着層形成用塗布液(1)の調製
変性アルコール(日本アルコール販売(株)製:ソルミックスA−11、メタノールとエタノールとイソプロピルアルコールの混合アルコール)72.5gに水10.0gと濃度61重量%の硝酸0.1gを添加し、25℃で10分撹拌した。ついで、テトラエトキシシラン(多摩化学工業(株)製:正珪酸エチル‐A、SiO2濃度28.8重量%)17.4gを添加し、30℃で30分撹拌してテトラエトキシシラン加水分解物(固形分濃度5.0重量%、分子量:1000)を得た。ついで、ジアセトンアルコール(DAA)333.3gとエチレングリコールモノイソプロピルエーテル(I−PG)666.6gと混合アルコール(日本アルコール販売(株)製:ソルミックスA−11、メタノールとエタノールとイソプロピルアルコールの混合アルコール)566.67gを添加して25℃で30分撹拌し、固形分濃度0.3重量%のシリカからなる接着層形成用塗布液(1)を調製した。
Preparation of Adhesive Layer Forming Coating Solution (1) Modified Alcohol (Nippon Alcohol Sales Co., Ltd .: Solmix A-11, mixed alcohol of methanol, ethanol and isopropyl alcohol) 72.5 g with water 10.0 g and concentration 61 weight % Nitric acid 0.1 g was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes. Next, 17.4 g of tetraethoxysilane (manufactured by Tama Chemical Industry Co., Ltd .: normal ethyl silicate-A, SiO 2 concentration 28.8 wt%) was added and stirred at 30 ° C. for 30 minutes to hydrolyze tetraethoxysilane. (Solid content concentration 5.0 wt%, molecular weight: 1000) was obtained. Next, 333.3 g of diacetone alcohol (DAA), 666.6 g of ethylene glycol monoisopropyl ether (I-PG) and mixed alcohol (manufactured by Nippon Alcohol Sales Co., Ltd .: Solmix A-11, methanol, ethanol and isopropyl alcohol 566.67 g of mixed alcohol) was added and stirred at 25 ° C. for 30 minutes to prepare a coating solution (1) for forming an adhesive layer comprising silica having a solid content concentration of 0.3% by weight.

オーバーコート層形成用塗布液(1)の調製
変性アルコール(日本アルコール販売(株)製:ソルミックスA−11、メタノールとエタノールとイソプロピルアルコールの混合アルコール)2252.5gに水159.0gと濃度61重量%の硝酸3.3gを添加し、25℃で5分撹拌した。ついで、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン(MOMENTIVE製:TSL8257、固形分濃度98%)46.4gを添加し、25℃で5分間撹拌し、ついで、60℃で3時間処理した。
Preparation of coating liquid for overcoat layer formation (1) Modified alcohol (manufactured by Nippon Alcohol Sales Co., Ltd .: Solmix A-11, mixed alcohol of methanol, ethanol and isopropyl alcohol), 2252.5 g, 159.0 g of water and concentration 61 3.3% by weight of nitric acid was added and stirred at 25 ° C. for 5 minutes. Then, 46.4 g of tridecafluorooctyltrimethoxysilane (manufactured by MOMENTIVE: TSL8257, solid concentration: 98%) was added, stirred at 25 ° C. for 5 minutes, and then treated at 60 ° C. for 3 hours.

その後、PGM356.39gとDAA213.91gを添加し、25℃で30分処理して固形分濃度1.50重量%のフッ素含有シリカ系層形成用塗布液を調製した。
ついで、固形分濃度1.50重量%のフッ素含有シリカ系層形成用塗布液100gにPGM10gと混合アルコール(日本アルコール販売(株)製:ソルミックスA−11、メタノールとエタノールとイソプロピルアルコールの混合アルコール)40gを添加し、固形分濃度1.0%のオーバーコート層形成用塗布液(1)を調製した。
Thereafter, 356.39 g of PGM and 213.91 g of DAA were added and treated at 25 ° C. for 30 minutes to prepare a coating solution for forming a fluorine-containing silica-based layer having a solid content concentration of 1.50% by weight.
Subsequently, 10 g of PGM and mixed alcohol (manufactured by Nippon Alcohol Sales Co., Ltd .: Solmix A-11, mixed alcohol of methanol, ethanol and isopropyl alcohol) were added to 100 g of fluorine-containing silica-based layer forming coating solution having a solid content concentration of 1.50% by weight. 40 g was added to prepare an overcoat layer forming coating solution (1) having a solid content concentration of 1.0%.

撥水性被膜付基材(1)の製造
まず、固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子(1)分散液を、ガラス基板(浜新(株)製:FL硝子、厚さ:3mm、屈折率:1.51)にバーコーター法(#3)で、乾燥層厚が表となるように塗布し、80℃で30秒間乾燥した。ついで、固形分濃度0.3重量%の結合材用塗布液(1)を、スピンコーターで、金属酸化物粒子(1)層上に表の含有量となるように塗布し、80℃で120秒間乾燥後、150℃で30分間加熱して硬化させた。
Manufacture of substrate (1) with water repellent coating First, a metal oxide particle (1) dispersion with a solid content concentration of 2.0% by weight was made into a glass substrate (Hamashin Co., Ltd .: FL glass, thickness: 3 mm). And a refractive index of 1.51) by a bar coater method (# 3) so that the thickness of the dry layer is as shown, and dried at 80 ° C. for 30 seconds. Next, the binder coating solution (1) having a solid concentration of 0.3% by weight was coated on the metal oxide particle (1) layer with a spin coater so as to have the content shown in the table, and 120 ° C. at 120 ° C. After drying for 2 seconds, it was cured by heating at 150 ° C. for 30 minutes.

ついで、固形分濃度1.0重量%のオーバーコート層形成用塗布液(1)を表の含有量となるようにバーコーター法(#4)で塗布し、80℃で120秒間乾燥後、150℃で10分間乾燥・硬化して撥水性被膜付基材(1)を製造した。   Next, an overcoat layer-forming coating solution (1) having a solid content concentration of 1.0% by weight was applied by the bar coater method (# 4) so as to have the content shown in the table, dried at 80 ° C. for 120 seconds, and then 150 A substrate (1) with a water-repellent coating was produced by drying and curing at 10 ° C. for 10 minutes.

撥水性被膜付基材(1)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。なお、全光線透過率およびヘーズは、ヘーズメーター(スガ試験機(株)製)により測定した。また、未塗布のガラスは全光線透過率が99.0%、ヘーズが0.1%であった。
鉛筆硬度、耐擦傷性、撥水性および密着性は以下の方法で測定した。
Water repellent film-coated substrate (1), the composition, the average height of the concavo-convex structure (T F), the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), between the average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table. The total light transmittance and haze were measured with a haze meter (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.). The uncoated glass had a total light transmittance of 99.0% and a haze of 0.1%.
Pencil hardness, scratch resistance, water repellency and adhesion were measured by the following methods.

鉛筆硬度
JIS−K−5600に準じて鉛筆硬度試験器により測定した。
評価基準:
2H以上 :◎
H〜2H :○
B〜H :△
B以下 :×
Pencil hardness It measured with the pencil hardness tester according to JIS-K-5600.
Evaluation criteria:
2H or more: ◎
H-2H: ○
B to H: △
B or less: ×

耐擦傷性
#0000スチールウールを用い、荷重200g/cm2で10回摺動し、膜の表面を
目視観察し、以下の基準で評価し、結果を表1に示す。
評価基準:
筋条の傷が認められない :◎
筋条に傷が僅かに認められる:○
筋条に傷が多数認められる :△
面が全体的に削られている :×
Using scratch-resistant # 0000 steel wool, sliding 10 times at a load of 200 g / cm 2 , visually observing the surface of the film and evaluating it according to the following criteria, the results are shown in Table 1.
Evaluation criteria:
No streak injury is found: ◎
Slightly scratched streak: ○
Many scratches are found in the streak: △
The surface has been cut entirely: ×

撥水性
全自動接触角計(協和界面科学(株)製:DM 700)で水との接触角を測定した。
The contact angle with water was measured with a water repellent fully automatic contact angle meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd .: DM 700).

密着性
撥水性透明被膜付基材(1)の表面にナイフで縦横1mmの間隔で11本の平行な傷を付けて100個の升目を作り、これにセロファンテープを接着、剥離したときの被膜が剥離せず残存している升目の数を、以下の3段階に分類することによって密着性を評価した。
残存升目の数100個 :◎
残存升目の数95〜99個 :○
残存升目の数90〜94個 :△
残存升目の数89個以下 :×
Adhesive water-repellent transparent coated substrate (1) The surface of the substrate (1) with 11 parallel scratches at 1mm vertical and horizontal intervals using a knife to make 100 squares, and then the cellophane tape is adhered to and peeled off. The adhesion was evaluated by classifying the number of cells remaining without peeling into the following three stages.
Number of remaining squares: ◎
Number of remaining squares 95 to 99: ○
Number of residual squares 90-94: △
Number of remaining squares: 89 or less: ×

[実施例2]
金属酸化物粒子(2)分散液の調製
実施例1と同様にして調製した固形分濃度10重量%の金属酸化物粒子(1)分散液に、濃度3重量%の酢酸水溶液1.8gを添加して分散液のpHを5.5に調整し、30℃で1時間撹拌した。
[Example 2]
Preparation of metal oxide particle (2) dispersion liquid To the metal oxide particle (1) dispersion liquid having a solid content concentration of 10% by weight prepared in the same manner as in Example 1, 1.8 g of acetic acid aqueous solution having a concentration of 3% by weight was added. The pH of the dispersion was adjusted to 5.5 and stirred at 30 ° C. for 1 hour.

ついで、分散液を遠心分離法で分離し、粒子を120℃で15時間乾燥して金属酸化物粒子(2)を調製した。
得られた金属酸化物粒子(2)について、平均粒子径および被覆率を測定し、結果を表に示す。
Next, the dispersion was separated by centrifugal separation, and the particles were dried at 120 ° C. for 15 hours to prepare metal oxide particles (2).
With respect to the obtained metal oxide particles (2), the average particle diameter and the coverage were measured, and the results are shown in the table.

ついで、水に分散し、ついで、レべリング剤(日信工業(株)製:EXP−4026)を金属酸化物粒子(2)分散液100重量部に対し0.1重量部となるように添加して固形分濃度2重量%の金属酸化物粒子(2)分散液を調製した。   Next, it is dispersed in water, and then the leveling agent (manufactured by Nissin Kogyo Co., Ltd .: EXP-4026) is 0.1 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the metal oxide particle (2) dispersion. A metal oxide particle (2) dispersion having a solid content concentration of 2% by weight was prepared.

撥水性被膜付基材(2)の製造
実施例1において、固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子(2)分散液を用いた以外は同様にして撥水性被膜付基材(2)を調製した。
Production of substrate with water repellent coating (2) In Example 1, a substrate with water repellent coating (2) was used in the same manner as in Example 1, except that a metal oxide particle (2) dispersion having a solid content of 2.0% by weight was used. ) Was prepared.

撥水性被膜付基材(2)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 Water repellent film-coated substrate (2), the composition, the average height of the concavo-convex structure (T F), the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), between the average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[実施例3]
金属酸化物粒子(3)分散液の調製
実施例2と同様にして調製した金属酸化物粒子(2)を1000℃で2時間焼成した後、固形分濃度10重量%の金属酸化物粒子(3)分散液とし、0.5mmφガラスメジア1015gを充填したサンドミル分散機(シンマルエンタープライゼス(株)製)にて3時間解砕し、ついで、高速遠心分離機(日立製作所(株)製)にて2000rpmで3分間分離し、純水で希釈し、ついで、レべリング剤(日信工業(株)製:EXP−4026)を金属酸化物粒子(3)分散液100重量部に対し0.1重量部となるように添加して固形分濃度2重量%の金属酸化物粒子(3)分散液を調製した。
得られた金属酸化物粒子(3)について、平均粒子径および被覆率を測定し、結果を表に示す。
[Example 3]
Preparation of Dispersion of Metal Oxide Particles (3) Metal oxide particles (2) prepared in the same manner as in Example 2 were calcined at 1000 ° C. for 2 hours, and then metal oxide particles (3 ) Dispersed in a sand mill disperser (Shinmaru Enterprises Co., Ltd.) filled with 1015 g of 0.5 mmφ glass media, and then pulverized for 3 hours, followed by a high-speed centrifuge (Hitachi, Ltd.) After separating at 2000 rpm for 3 minutes and diluting with pure water, a leveling agent (manufactured by Nissin Kogyo Co., Ltd .: EXP-4026) is added to 0.1 parts by weight of 100 parts by weight of the metal oxide particle (3) dispersion. It added so that it might become a weight part, and the metal oxide particle (3) dispersion liquid with a solid content concentration of 2 weight% was prepared.
The obtained metal oxide particles (3) were measured for average particle diameter and coverage, and the results are shown in the table.

撥水性被膜付基材(3)の製造
実施例1において、固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子(3)分散液を用いた以外は同様にして撥水性被膜付基材(3)を調製した。
Production of substrate with water repellent coating (3) In Example 1 of Example 1, a substrate with water repellent coating (3) was used in the same manner except that a dispersion of metal oxide particles (3) having a solid content of 2.0% by weight was used. ) Was prepared.

撥水性被膜付基材(3)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 For with a water-repellent film substrate (3), the composition, the average height of the concavo-convex structure (T F), the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), between the average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[実施例4]
金属酸化物粒子(4)分散液の調製
実施例1と同様にして調製したSiO2濃度4.1重量%のシリカからなる基体用金属酸化物粒子(A-1)分散液3659gに、実施例1で用いた被覆用金属酸化物粒子(B-1)としてのシリカゾル(日揮触媒化成(株)製:カタロイドSN−350、平均粒子径7nm、表面電位−23mV、SiO2濃度16.6重量%、pH3.7)184gを混合し、30℃で0.5時間攪拌した。このとき、混合分散液のSiO2濃度4.7重量%、pHは3.5であった。工程(m)
[Example 4]
Preparation of Metal Oxide Particle (4) Dispersion Into 3659 g of the substrate metal oxide particle (A-1) dispersion made of silica having a SiO 2 concentration of 4.1% by weight prepared in the same manner as in Example 1, Silica sol as a coating metal oxide particle (B-1) used in No. 1 (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: Cataloid SN-350, average particle diameter 7 nm, surface potential -23 mV, SiO 2 concentration 16.6 wt% , PH 3.7) 184 g was mixed and stirred at 30 ° C. for 0.5 hour. At this time, the SiO 2 concentration of the mixed dispersion was 4.7% by weight, and the pH was 3.5. Process (m)

ついで、混合分散液に陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SUNNUP−C)135gを混合し、0.5時間撹拌し、ついで、陰イオン交換樹脂を分離し、ロータリーエバポレーターによりSiO2濃度10重量%のシリカからなる金属酸化物粒子(4)分散液を調製し、純水で希釈し、ついで、レべリング剤(日信工業(株)製:EXP−4026)を金属酸化物粒子(4)分散液100重量部に対し0.1重量部となるように添加して固形分濃度2重量%の金属酸化物粒子(4)分散液を調製した。分散液のpHは9.0であった。工程(n)
得られた金属酸化物粒子(4)について、平均粒子径および被覆率を求め、結果を表に示す。
Next, 135 g of an anion exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd .: SUNUP-C) was mixed in the mixed dispersion, and the mixture was stirred for 0.5 hour. Then, the anion exchange resin was separated, and the SiO 2 concentration was measured by a rotary evaporator. A dispersion of metal oxide particles (4) comprising 10% by weight of silica was prepared, diluted with pure water, and then a leveling agent (manufactured by Nissin Kogyo Co., Ltd .: EXP-4026) was added to the metal oxide particles. (4) A metal oxide particle (4) dispersion having a solid content of 2% by weight was prepared by adding 0.1 part by weight to 100 parts by weight of the dispersion. The pH of the dispersion was 9.0. Step (n)
With respect to the obtained metal oxide particles (4), the average particle diameter and the coverage were determined, and the results are shown in the table.

撥水性被膜付基材(4)の製造
実施例1において、固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子(4)分散液を用いた以外は同様にして撥水性被膜付基材(4)を調製した。
Production of substrate with water repellent coating (4) In Example 1 of Example 1, a substrate with water repellent coating (4) was used except that a dispersion of metal oxide particles (4) having a solid content of 2.0% by weight was used. ) Was prepared.

撥水性被膜付基材(4)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 Water repellent film-coated substrate (4), the composition, the average height of the concavo-convex structure (T F), the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), between the average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[実施例5]
金属酸化物粒子(5)分散液の調製
実施例1と同様にして調製したSiO2濃度4.1重量%のシリカからなる基体用金属酸化物粒子(A-1)分散液3659gに、実施例1で用いた被覆用金属酸化物粒子(B-1)としてのシリカゾル(日揮触媒化成(株)製:カタロイドSN−350、平均粒子径7nm、表面電位−23mV、SiO2濃度16.6重量%、pH3.7)367gを混合し、30℃で0.5時間攪拌した。このとき、混合分散液のSiO2濃度5.2量%、pHは3.5であった。工程(m)
[Example 5]
Preparation of Metal Oxide Particle (5) Dispersion Into 3659 g of substrate metal oxide particle (A-1) dispersion made of silica having a SiO 2 concentration of 4.1% by weight prepared in the same manner as in Example 1, Silica sol as a coating metal oxide particle (B-1) used in No. 1 (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: Cataloid SN-350, average particle diameter 7 nm, surface potential -23 mV, SiO 2 concentration 16.6 wt% , PH 3.7) 367 g was mixed and stirred at 30 ° C. for 0.5 hour. At this time, the SiO 2 concentration of the mixed dispersion was 5.2% by weight, and the pH was 3.5. Process (m)

ついで、混合分散液に陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SUNNUP−C)135gを混合し、0.5時間撹拌し、ついで、陰イオン交換樹脂を分離し、ロータリーエバポレーターによりSiO2濃度10重量%のシリカからなる金属酸化物粒子(5)分散液を調製し、純水で希釈し、ついで、レべリング剤(日信工業(株)製:EXP−4026)を金属酸化物粒子(5)分散液100重量部に対し0.1重量部となるように添加して固形分濃度2重量%の金属酸化物粒子(5)分散液を調製した。分散液のpHは9.0であった。工程(n)
得られた金属酸化物粒子(5)について、平均粒子径および被覆率を求め、結果を表に示す。
Then, the anion exchange resin in the mixed dispersion (Mitsubishi Chemical Co., Ltd.: SUNNUP-C) were mixed 135 g, and stirred for 0.5 hours, then separating the anion exchange resin, SiO 2 concentration on a rotary evaporator A metal oxide particle (5) dispersion comprising 10% by weight of silica is prepared, diluted with pure water, and then a leveling agent (manufactured by Nissin Kogyo Co., Ltd .: EXP-4026) is added to the metal oxide particle. (5) A metal oxide particle (5) dispersion having a solid content concentration of 2% by weight was prepared by adding 0.1 part by weight to 100 parts by weight of the dispersion. The pH of the dispersion was 9.0. Step (n)
For the obtained metal oxide particles (5), the average particle diameter and the coverage were determined, and the results are shown in the table.

撥水性被膜付基材(5)の製造
実施例1において、固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子(5)分散液を用いた以外は同様にして撥水性被膜付基材(5)を調製した。
Production of substrate with water repellent coating (5) In Example 1 of Example 1, a substrate with a water repellent coating (5) was used in the same manner except that a metal oxide particle (5) dispersion having a solid content of 2.0% by weight was used. ) Was prepared.

撥水性被膜付基材(5)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 Water repellent film-coated substrate (5), the composition, the average height of the concavo-convex structure (T F), the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), between the average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[実施例6]
金属酸化物粒子(6)分散液の調製
正電荷を有する基体用金属酸化物粒子(A-2)の調製
シリカゾル(日揮触媒化成(株)製:カタロイドSI―45P、平均粒子径45nm、表面電位−60mV、SiO2濃度20重量%、pH10.2)750gに陽イオン交換樹脂(ROHMHARS(株)製:デュオライト)150gを混合し、30℃で0.5時間撹拌した。
[Example 6]
Preparation of metal oxide particle (6) dispersion
Preparation of positively charged base metal oxide particles (A-2) Silica sol (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: Cataloid SI-45P, average particle size 45 nm, surface potential -60 mV, SiO 2 concentration 20 wt%, pH 10 .2) 150 g of cation exchange resin (ROHMHARS Co., Ltd .: Duolite) was mixed with 750 g and stirred at 30 ° C. for 0.5 hour.

ついで、陽イオン交換樹脂を分離した後、陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SUNNUP−C)135gを混合し、0.5時間撹拌し、ついで、陰イオン交換樹脂を分離して、SiO2濃度20重量%の精製シリカゾル750gを調製した。 Next, after separating the cation exchange resin, 135 g of an anion exchange resin (Mitsubishi Chemical Co., Ltd .: SUNUP-C) was mixed and stirred for 0.5 hour, and then the anion exchange resin was separated, 750 g of purified silica sol having a SiO 2 concentration of 20% by weight was prepared.

ついで、精製シリカゾル750gにポリ塩化アルミニウム(多木化学(株)製:タキバイン#1000、Al23濃度23.55重量%)9.2gを添加し、常温で0.5時間撹拌した。ついで、純水2903gを添加して希釈したSiO2濃度4.1重量%のシリカからなる基体用金属酸化物粒子(A-2)分散液3662gを調製した。基体用金属酸化物粒子(A-2)の表面電位を測定し、結果を表に示す。 Next, 9.2 g of polyaluminum chloride (manufactured by Taki Chemical Co., Ltd .: Takibaine # 1000, Al 2 O 3 concentration 23.55 wt%) was added to 750 g of purified silica sol, and the mixture was stirred at room temperature for 0.5 hour. Next, 3621 g of a dispersion of metal oxide particles for substrate (A-2) made of silica having a SiO 2 concentration of 4.1 wt% diluted with 2903 g of pure water was prepared. The surface potential of the metal oxide particles for substrate (A-2) was measured, and the results are shown in the table.

ついで、SiO2濃度4.1重量%のシリカからなる基体用金属酸化物粒子(A-2)分散液3662gに、シリカゾル(日揮触媒化成(株)製:カタロイドSN−350、平均粒子径7nm、表面電位−23mV、SiO2濃度16.6重量%、pH3.7)595gを混合した。このとき、混合分散液のpHは3.5であった。工程(m) Next, to the base metal oxide particle (A-2) dispersion 3662g made of silica having a SiO 2 concentration of 4.1% by weight, silica sol (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: Cataloid SN-350, average particle diameter 7 nm, 595 g of a surface potential of −23 mV, a SiO 2 concentration of 16.6% by weight and a pH of 3.7) were mixed. At this time, the pH of the mixed dispersion was 3.5. Process (m)

ついで、混合分散液に陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SUNNUP−C)135gを混合し、0.5時間撹拌し、ついで、陰イオン交換樹脂を分離し、ロータリーエバポレーターによりSiO2濃度10重量%のシリカからなる金属酸化物粒子(6)分散液を調製し、純水で希釈し、ついで、レべリング剤(日信工業(株)製:EXP−4026)を金属酸化物粒子(6)分散液100重量部に対し0.1重量部となるように添加して固形分濃度2重量%の金属酸化物粒子(6)分散液を調製した。分散液のpHは9.0であった。工程(n)
得られた金属酸化物粒子(6)について、平均粒子径および被覆率を求め、結果を表に示
す。
Next, 135 g of an anion exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd .: SUNUP-C) was mixed in the mixed dispersion, and the mixture was stirred for 0.5 hour. Then, the anion exchange resin was separated, and the SiO 2 concentration was measured by a rotary evaporator. A dispersion of metal oxide particles (6) comprising 10% by weight of silica was prepared, diluted with pure water, and then a leveling agent (manufactured by Nissin Kogyo Co., Ltd .: EXP-4026) was added to the metal oxide particles. (6) A metal oxide particle (6) dispersion having a solid content concentration of 2% by weight was prepared by adding 0.1 part by weight to 100 parts by weight of the dispersion. The pH of the dispersion was 9.0. Step (n)
With respect to the obtained metal oxide particles (6), the average particle diameter and the coverage were determined, and the results are shown in the table.

撥水性被膜付基材(6)の製造
実施例1において、固形分濃度2.0重量%となるように純水で希釈した金属酸化物粒子(6)分散液を用いた以外は同様にして撥水性被膜付基材(6)を調製した。
Production Example 1 of Substrate (6) with Water-repellent Coating In the same manner as in Example 1 except that a dispersion of metal oxide particles (6) diluted with pure water to a solid content concentration of 2.0% by weight was used. A substrate (6) with a water-repellent coating was prepared.

撥水性被膜付基材(6)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 About base material with water-repellent coating (6), composition, average height (T F ) of uneven structure, average distance between protrusions (W F ), average height of fine uneven structure (T FF ), between average protrusions The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[実施例7]
金属酸化物粒子(7)分散液の調製
正電荷を有する基体用金属酸化物粒子(A-3)の調製
シリカゾル(日揮触媒化成(株)製:スフェリカスラリー120、平均粒子径120nm、表面電位−65mV、SiO2濃度18重量%、pH10.2)833gに陽イオン交換樹脂(ROHMHARS(株)製:デュオライト)150gを混合し、30℃で0.5時間撹拌した。ついで、陽イオン交換樹脂を分離した後、陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SUNNUP−C)135gを混合し、0.5時間撹拌し、ついで、陰イオン交換樹脂を分離して、SiO2濃度20重量%の精製シリカゾル833gを調製した。
[Example 7]
Preparation of metal oxide particle (7) dispersion
Preparation of positively charged base metal oxide particles (A-3) Silica sol (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: Spherica slurry 120, average particle size 120 nm, surface potential -65 mV, SiO 2 concentration 18 wt%, pH 10 .2) 833 g of cation exchange resin (ROHMHARS Co., Ltd .: Duolite) 150 g was mixed and stirred at 30 ° C. for 0.5 hour. Next, after separating the cation exchange resin, 135 g of an anion exchange resin (Mitsubishi Chemical Co., Ltd .: SUNUP-C) was mixed and stirred for 0.5 hour, and then the anion exchange resin was separated, 833 g of purified silica sol having a SiO 2 concentration of 20% by weight was prepared.

ついで、精製シリカゾル833gにポリ塩化アルミニウム(多木化学(株)製:タキバイン#1000、Al23濃度 23.55 重量%)3.5gを添加し、常温で0.5時間撹拌した。ついで、純水2826gを添加して希釈してSiO2濃度4.1重量%のシリカからなる基体用金属酸化物粒子(A-3)分散液3659gを調製した。基体用金属酸化物粒子(A-3)の表面電位を測定し、結果を表に示す。 Next, 3.5 g of polyaluminum chloride (manufactured by Taki Chemical Co., Ltd .: Takibaine # 1000, Al 2 O 3 concentration 23.55 wt%) was added to 833 g of purified silica sol, and the mixture was stirred at room temperature for 0.5 hour. Subsequently, 2826 g of pure water was added and diluted to prepare 3659 g of a dispersion of base metal oxide particles (A-3) made of silica having a SiO 2 concentration of 4.1 wt%. The surface potential of the metal oxide particles for substrate (A-3) was measured, and the results are shown in the table.

ついで、SiO2濃度4.1重量%のシリカからなる基体用金属酸化物粒子(A-3)分散液3659gに、シリカゾル(日揮触媒化成(株)製:カタロイドSN−350、平均粒子径7nm、表面電位−23mV、SiO2濃度16.6重量%、pH3.7)185gを混合した。このとき、混合分散液のpHは3.5であった。工程(m) Next, 3655 g of the base metal oxide particle (A-3) dispersion made of silica having a SiO 2 concentration of 4.1% by weight was added to silica sol (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: Cataloid SN-350, average particle diameter 7 nm, 185 g of a surface potential of −23 mV, a SiO 2 concentration of 16.6% by weight, and a pH of 3.7) were mixed. At this time, the pH of the mixed dispersion was 3.5. Process (m)

ついで、混合分散液に陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SUNNUP−C)135gを混合し、0.5時間撹拌し、ついで、陰イオン交換樹脂を分離し、ロータリーエバポレーターによりSiO2濃度10重量%のシリカからなる金属酸化物粒子(7)分散液を調製し、純水で希釈し、ついで、レベリング剤(日信工業(株)製:EXP−4026)を金属酸化物粒子(1)分散液100重量部に対し0.1重量部となるように添加して固形分濃度2重量%の金属酸化物粒子(7)分散液を調製した。分散液のpHは9.0であった。工程(n)
得られた金属酸化物粒子(7)について、平均粒子径および被覆率を求め、結果を表に示す。
Next, 135 g of an anion exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd .: SUNUP-C) was mixed in the mixed dispersion, and the mixture was stirred for 0.5 hour. Then, the anion exchange resin was separated, and the SiO 2 concentration was measured by a rotary evaporator. A dispersion of metal oxide particles (7) composed of 10% by weight of silica was prepared, diluted with pure water, and then a leveling agent (manufactured by Nissin Kogyo Co., Ltd .: EXP-4026) was added to the metal oxide particles (1 ) A metal oxide particle (7) dispersion having a solid content of 2% by weight was prepared by adding 0.1 part by weight to 100 parts by weight of the dispersion. The pH of the dispersion was 9.0. Step (n)
With respect to the obtained metal oxide particles (7), the average particle diameter and the coverage were determined, and the results are shown in the table.

撥水性被膜付基材(7)の製造
実施例1において、固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子(7)分散液を用いた以外は同様にして撥水性被膜付基材(7)を調製した。
Production of substrate with water repellent coating (7) In Example 1 of Example 1, a substrate with water repellent coating (7) was used except that a dispersion of metal oxide particles (7) having a solid concentration of 2.0% by weight was used. ) Was prepared.

撥水性被膜付基材(7)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 About base material with water-repellent coating (7), composition, average height (T F ) of uneven structure, average distance between protrusions (W F ), average height of fine uneven structure (T FF ), between average protrusions The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[実施例8]
金属酸化物粒子粒子(8)の製造
正電荷を有する被覆用金属酸化物粒子(B-2)の調製
硫酸セリウム(III)八水和物17.5gおよび蒸留水1765.8gを5L容器に入れ、攪拌して溶解した。引き続き攪拌しながら温度を93℃に昇温し、1.0%水酸化ナトリウム水溶液1255gの全量を一度に加え、攪拌しながら温度93℃で6時間維持した。次に30℃以下に冷却したところ、白色沈殿が得られた。この溶液のpHは10.0であった。この溶液を、遠心分離装置を用いて、14000rpmで10分間処理した後、上澄み液を除去した。白色沈殿に蒸留水2884.5gを加え、更に遠心分離装置で、14000rpmで10分間処理した。この操作を合計3回行って、沈殿物を洗浄してセリア微粒子分散液(CeO2濃度2.1重量%、pH10.0)を調製した。得られたセリア微粒子は単分散で平均粒子径は5nmであった。
[Example 8]
Production of metal oxide particles (8)
Preparation of positively charged metal oxide particles for coating (B-2) 17.5 g of cerium (III) sulfate octahydrate and 1765.8 g of distilled water were placed in a 5 L container and dissolved by stirring. Subsequently, the temperature was raised to 93 ° C. while stirring, and 1255 g of a 1.0% aqueous sodium hydroxide solution was added all at once, and the temperature was maintained at 93 ° C. for 6 hours with stirring. Next, when it cooled to 30 degrees C or less, white precipitate was obtained. The pH of this solution was 10.0. This solution was treated at 14000 rpm for 10 minutes using a centrifugal separator, and then the supernatant was removed. Distilled water (2884.5 g) was added to the white precipitate, and the mixture was further treated with a centrifugal separator at 14000 rpm for 10 minutes. This operation was performed three times in total, and the precipitate was washed to prepare a ceria fine particle dispersion (CeO 2 concentration 2.1 wt%, pH 10.0). The obtained ceria fine particles were monodispersed and the average particle size was 5 nm.

ついで、セリア微粒子分散液3571.4gに陽イオン交換樹脂(ROHMHARS(株)製:デュオライト)75.0gを混合し、30℃で0.5時間撹拌し、被覆用金属酸化物粒子(B-2)分散液を調製した。
被覆用金属酸化物粒子(B-2)分散液のpHは3.0であった。また被覆用金属酸化物粒子(B-2)の表面電位、平均粒子径を測定し、結果を表に示す。
Next, 75.0 g of a cation exchange resin (ROHMHARS Co., Ltd .: Duolite) was mixed with 3571.4 g of the ceria fine particle dispersion, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 0.5 hour to obtain metal oxide particles for coating (B- 2) A dispersion was prepared.
The pH of the coating metal oxide particle (B-2) dispersion was 3.0. Further, the surface potential and average particle diameter of the coating metal oxide particles (B-2) were measured, and the results are shown in the table.

負電荷を有する基体用金属酸化物粒子(A-4)分散液の調製
シリカゾル(日揮触媒化成(株)製:カタロイドSI−80P、平均粒子径80nm、表面電位−60mV、SiO2濃度20重量%、pH10.2)750gに陽イオン交換樹脂(ROHMHARS(株)製:デュオライト)150gを混合し、30℃で0.5時間撹拌した。陽イオン交換樹脂を分離した後、陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SUNNUP−C)135gを混合し、30℃で0.5時間撹拌し、ついで、陰イオン交換樹脂を分離して、SiO2濃度20重量%の精製シリカゾル750gを調製した。これを4.1重量%に希釈し基体用金属酸化物粒子(A-4)分散液を調製した。このときのpHは3.5であった。基体用金属酸化物粒子(A-4)の表面電位を測定し、結果を表に示す。
Preparation of metal oxide particle (A-4) dispersion for substrate having negative charge Silica sol (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: Cataloid SI-80P, average particle diameter 80 nm, surface potential -60 mV, SiO 2 concentration 20% by weight , PH 10.2) 750 g of cation exchange resin (ROHMHARS Co., Ltd .: Duolite) 150 g was mixed and stirred at 30 ° C. for 0.5 hour. After separating the cation exchange resin, 135 g of an anion exchange resin (Mitsubishi Chemical Corporation: SUNUP-C) is mixed and stirred at 30 ° C. for 0.5 hour, and then the anion exchange resin is separated. 750 g of purified silica sol having a SiO 2 concentration of 20% by weight was prepared. This was diluted to 4.1% by weight to prepare a metal oxide particle (A-4) dispersion for a substrate. The pH at this time was 3.5. The surface potential of the metal oxide particles for substrate (A-4) was measured, and the results are shown in the table.

ついで、基体用金属酸化物粒子(A-4)分散液3659gに、被覆用金属酸化物粒子(B-2)分散液3571.4gを混合し、30℃で0.5時間攪拌した。このとき、混合分散液のpHは3.2であった。工程(n) Next, 3571.4 g of the coating metal oxide particle (B-2) dispersion liquid was mixed with 3659 g of the base metal oxide particle (A-4) dispersion liquid and stirred at 30 ° C. for 0.5 hour. At this time, the pH of the mixed dispersion was 3.2. Process (n)

以下、実施例1と同様に工程(b)を実施してSiO2濃度2.0重量%の金属酸化物粒子粒子(8)分散液を製造した。工程(b)
得られた金属酸化物粒子(8)について、平均粒子径および被覆率を求め、結果を表に示す。
Thereafter, the step (b) was carried out in the same manner as in Example 1 to produce a metal oxide particle (8) dispersion having a SiO 2 concentration of 2.0% by weight. Step (b)
With respect to the obtained metal oxide particles (8), the average particle diameter and the coverage were determined, and the results are shown in the table.

撥水性被膜付基材(8)の製造
実施例1において、SiO2濃度2.0重量%の金属酸化物粒子粒子(8)分散液を用いた以外は同様にして撥水性被膜付基材(8)を調製した。
Production of substrate with water repellent coating (8) In Example 1, a substrate with water repellent coating (in the same manner as in Example 1) except that a dispersion of metal oxide particle (8) having a SiO 2 concentration of 2.0% by weight was used. 8) was prepared.

撥水性被膜付基材(8)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 Water repellent film-coated substrate (8), the composition, the average height of the concavo-convex structure (T F), the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), between the average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[実施例9]
金属酸化物粒子(9)分散液の調製
正電荷を有する被覆用金属酸化物粒子(B-3)の調製
アルミナゾル(日揮触媒化成(株)製:カタロイドAP−5、平均粒子径60nm、表面電位55mV、Al23濃度78重量%、pH4.5)82.7gおよび純水580.5gをサンドミル(シンマルエンタープライゼス(株)製:ガラスビーズ0.5mmφ1100g)にて2160rpmで180分間解砕してアルミナからなる被覆用金属酸化物粒子(B-3)分散液を調製した。
[Example 9]
Preparation of metal oxide particle (9) dispersion
Preparation of coating metal oxide particles (B-3) having a positive charge Alumina sol (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: Cataloid AP-5, average particle diameter 60 nm, surface potential 55 mV, Al 2 O 3 concentration 78% by weight, Metal oxide particles for coating consisting of alumina by crushing 82.7 g of pH 4.5) and 580.5 g of pure water at 2160 rpm for 180 minutes with a sand mill (manufactured by Shinmaru Enterprises Co., Ltd .: glass beads 0.5 mmφ1100 g) (B-3) A dispersion was prepared.

被覆用金属酸化物粒子(B-3)分散液のpHは4.0であった。また被覆用金属酸化物粒子(B-3)の表面電位、平均粒子径を測定し、結果を表に示す。
ついで、実施例8と同様にして調製したSiO2濃度4.1重量%のシリカからなる基体用金属酸化物粒子(A-4)分散液3659gに、被覆用金属酸化物粒子(B-3)分散液672.6gを混合し、30℃で0.5時間攪拌した。このとき、混合分散液のpHは3.6であった。工程(m)
The pH of the coating metal oxide particle (B-3) dispersion was 4.0. Further, the surface potential and average particle diameter of the coating metal oxide particles (B-3) were measured, and the results are shown in the table.
Subsequently, the metal oxide particles for coating (B-3) were added to 3659 g of the substrate metal oxide particles (A-4) dispersion made of silica having a SiO 2 concentration of 4.1 wt% prepared in the same manner as in Example 8. 672.6 g of the dispersion was mixed and stirred at 30 ° C. for 0.5 hour. At this time, the pH of the mixed dispersion was 3.6. Process (m)

以下、実施例1と同様に工程(n)を実施してSiO2・A23濃度10重量%の金属酸化物粒子粒子(9)分散液を製造した。ついで、純水で希釈し、ついで、レベリング剤を金属酸化物粒子(9)分散液100重量部に対し0.1重量部となるように添加して固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子粒子(9)分散液を調製した。工程(n)
得られた金属酸化物粒子(9)について、平均粒子径および被覆率を求め、結果を表に示す。
Thereafter, the step (n) was performed in the same manner as in Example 1 to produce a dispersion of metal oxide particle (9) having a SiO 2 .A 2 O 3 concentration of 10% by weight. Subsequently, it is diluted with pure water, and then a leveling agent is added so as to be 0.1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the metal oxide particle (9) dispersion, thereby oxidizing the metal with a solid concentration of 2.0% by weight. A particle particle (9) dispersion was prepared. Step (n)
For the obtained metal oxide particles (9), the average particle diameter and the coverage were determined, and the results are shown in the table.

撥水性被膜付基材(9)の製造
まず、固形分濃度0.3重量%の結合材用塗布液(1)を、ガラス基板(浜新(株)製:FL硝子、厚さ:3mm、屈折率:1.51)上にスピンコーターで、表の含有量となるように塗布し、80℃で30秒間乾燥した。ついで、固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子粒子(9)分散液をバーコーター法(#3)で、乾燥層厚が表となるように塗布し、80℃で30秒間乾燥した。ついで、固形分濃度0.3重量%の結合材用塗布液(1)を、スピンコーターで、金属酸化物粒子(9)層上に表の含有量となるように塗布し、80℃で120秒間乾燥後、150℃で30分間加熱して硬化させた。
Manufacture of substrate (9) with water repellent coating First, a coating liquid for binding material (1) having a solid content concentration of 0.3% by weight was applied to a glass substrate (Hamashin Co., Ltd .: FL glass, thickness: 3 mm, Refractive index: 1.51) was coated on the spin coater so as to have the content shown in the table, and dried at 80 ° C for 30 seconds. Next, a dispersion of metal oxide particle (9) having a solid content concentration of 2.0% by weight was applied by the bar coater method (# 3) so that the dry layer thickness would be the front, and dried at 80 ° C. for 30 seconds. . Next, the binder coating liquid (1) having a solid content concentration of 0.3% by weight was applied onto the metal oxide particle (9) layer with a spin coater so as to have the content shown in the table, and 120 ° C. at 120 ° C. After drying for 2 seconds, it was cured by heating at 150 ° C. for 30 minutes.

ついで、固形分濃度1.0重量%のオーバーコート層形成用塗布液(1)を表の含有量となるようにバーコーター法(#4)で塗布し、80℃で120秒間乾燥後、150℃で10分間乾燥・硬化して撥水性被膜付基材(9)を製造した。   Next, an overcoat layer-forming coating solution (1) having a solid content concentration of 1.0% by weight was applied by the bar coater method (# 4) so as to have the content shown in the table, dried at 80 ° C. for 120 seconds, and then 150 A substrate (9) with a water-repellent coating was produced by drying and curing at 10 ° C. for 10 minutes.

撥水性透明被膜付基材(9)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 Repellent substrate with a transparent film for (9), the composition, the average height (T F) of the concavo-convex structure, the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[実施例10]
金属酸化物粒子(10)分散液の調製
実施例1と同様にして調製したSiO2濃度4.1重量%のシリカからなる基体用金属酸化物粒子(A-1)分散液3659gに、被覆用金属酸化物粒子(B-4)としてシリカゾル(日揮触媒化成(株)製:カタロイドSN、平均粒子径5nm、表面電位−20mV、SiO2濃度20.0重量%、pH3.8)122gを混合し、30℃で0.5時間攪拌した。このとき、混合分散液のSiO2濃度5.0重量%、pHは3.5であった。工程(m)
[Example 10]
Preparation of metal oxide particle (10) dispersion
A silica sol as a coating metal oxide particle (B-4) was added to 3659 g of the substrate metal oxide particle (A-1) dispersion made of silica having a SiO 2 concentration of 4.1 wt% prepared in the same manner as in Example 1. 122 g (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: Cataloid SN, average particle diameter 5 nm, surface potential −20 mV, SiO 2 concentration 20.0 wt%, pH 3.8) was mixed and stirred at 30 ° C. for 0.5 hour. At this time, the SiO 2 concentration of the mixed dispersion was 5.0% by weight and the pH was 3.5. Process (m)

ついで、混合分散液に陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SUNNUP−C)135gを混合し、30℃で0.5時間撹拌し、ついで、陰イオン交換樹脂を分離し、ロータリーエバポレーターによりSiO2濃度10重量%のシリカからなる金属酸化物粒子(10)分散液を調製した。ついで、純水で希釈し、ついで、レべリング剤を金属酸化物粒子(10)分散液100重量部に対し0.1重量部となるように添加して固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子粒子(10)分散液を調製した。金属酸化物粒子(10)分散液のpHは9.0であった。工程(n)
得られた金属酸化物粒子(10)について、平均粒子径および被覆率を求め、結果を表に示す。
Next, 135 g of anion exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd .: SUNUP-C) was mixed with the mixed dispersion, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 0.5 hour, and then the anion exchange resin was separated, and a rotary evaporator was used. A dispersion of metal oxide particles (10) made of silica having a SiO 2 concentration of 10% by weight was prepared. Subsequently, it is diluted with pure water, and then a leveling agent is added so as to be 0.1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the metal oxide particle (10) dispersion to obtain a solid content concentration of 2.0% by weight. A metal oxide particle (10) dispersion was prepared. The pH of the metal oxide particle (10) dispersion was 9.0. Step (n)
With respect to the obtained metal oxide particles (10), the average particle diameter and the coverage were determined, and the results are shown in the table.

撥水性被膜付基材(10)の製造
実施例1において、固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子粒子(10)分散液を用いた以外は同様にして撥水性被膜付基材(10)を調製した。
Production of substrate with water repellent coating (10) In Example 1 of Example 1, the substrate with water repellent coating (10) was used in the same manner except that the dispersion of metal oxide particle (10) having a solid content of 2.0% by weight was used. 10) was prepared.

撥水性被膜付基材(9)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 Water repellent film-coated substrate (9), the composition, the average height of the concavo-convex structure (T F), the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), between the average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[実施例11]
金属酸化物粒子(11)分散液の調製
被覆用金属酸化物粒子(B-5)の調製
シリカゾル(日揮触媒化成(株)製:カタロイドSI−50、平均粒子径25nm、表面電位−51mV、SiO2濃度48.0重量%、pH10.2)833gを純水を用いて20%に希釈した。この溶液に陽イオン交換樹脂(ROHMHARS(株)製:デュオライト)150gを混合し、30℃で0.5時間撹拌した。ついで、陽イオン交換樹脂を分離した後、陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SUNNUP−C)135gを混合し、30℃で0.5時間撹拌し、ついで、陰イオン交換樹脂を分離して、SiO2濃度20重量%の被覆用金属酸化物粒子(B-5)分散液を調製した。このときのpHは3.8で表面電位は−20mVであった。
[Example 11]
Preparation of metal oxide particle (11) dispersion
Preparation of metal oxide particles (B-5) for coating Silica sol (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: Cataloid SI-50, average particle size 25 nm, surface potential -51 mV, SiO 2 concentration 48.0 wt%, pH 10.2 ) 833 g was diluted to 20% with pure water. To this solution, 150 g of a cation exchange resin (ROHMHARS, duolite) was mixed and stirred at 30 ° C. for 0.5 hour. Next, after separating the cation exchange resin, 135 g of anion exchange resin (Mitsubishi Chemical Corporation: SUNUP-C) is mixed and stirred at 30 ° C. for 0.5 hour, and then the anion exchange resin is separated. Then, a coating metal oxide particle (B-5) dispersion having a SiO 2 concentration of 20% by weight was prepared. At this time, the pH was 3.8 and the surface potential was -20 mV.

ついで、実施例1と同様にして調製したSiO2濃度4.1重量%のシリカからなる基体用金属酸化物粒子(A-1)分散液3659gに、被覆用金属酸化物粒子(B-5)520gを混合し、30℃で0.5時間攪拌した。このとき、混合分散液のSiO2濃度6.0重量%、pHは3.5であった。工程(m) Subsequently, the metal oxide particles for coating (B-5) were added to 3659 g of the substrate metal oxide particles (A-1) dispersion made of silica having a SiO 2 concentration of 4.1 wt% prepared in the same manner as in Example 1. 520 g was mixed and stirred at 30 ° C. for 0.5 hour. At this time, the SiO 2 concentration of the mixed dispersion was 6.0% by weight and the pH was 3.5. Process (m)

混合分散液に陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SUNNUP−C)135gを混合し、0.5時間撹拌し、ついで、陰イオン交換樹脂を分離し、ロータリーエバポレーターによりSiO2濃度10重量%のシリカからなる金属酸化物粒子(11)分散液を調製した。ついで、純水で希釈し、ついで、レべリング剤を金属酸化物粒子(11)分散液100重量部に対し0.1重量部となるように添加して固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子粒子(10)分散液を調製した。分散液のpHは9.0であった。工程(n)
得られた金属酸化物粒子(11)について、被覆率を求め、結果を表に示す。
135 g of anion exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd .: SUNNUP-C) is mixed with the mixed dispersion and stirred for 0.5 hour, then the anion exchange resin is separated, and the SiO 2 concentration is 10 wt. A dispersion of metal oxide particles (11) consisting of 1% silica was prepared. Next, it is diluted with pure water, and then a leveling agent is added so as to be 0.1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the metal oxide particle (11) dispersion to obtain a solid content concentration of 2.0% by weight. A metal oxide particle (10) dispersion was prepared. The pH of the dispersion was 9.0. Step (n)
For the obtained metal oxide particles (11), the coverage was determined, and the results are shown in the table.

撥水性被膜付基材(11)の製造
実施例1において、固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子(11)分散液を用いた以外は同様にして撥水性被膜付基材(11)を調製した。
Production of substrate (11) with water-repellent coating In Example 1, a substrate with water-repellent coating (11) was used except that a metal oxide particle (11) dispersion having a solid content of 2.0% by weight was used. ) Was prepared.

撥水性被膜付基材(11)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 Water repellent film-coated substrate (11), the composition, the average height of the concavo-convex structure (T F), the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), between the average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[実施例12]
金属酸化物粒子(12)分散液の調製
正電荷を有する基体用金属酸化物粒子(A-5)分散液の調製
実施例1の正電荷を有する基体用金属酸化物粒子(A-1)の調製において、精製シリカゾル750gにポリ塩化アルミニウム(多木化学(株)製:タキバイン#1000、Al23濃度23.55重量%)5.1gを添加し、常温で0.5時間撹拌した後、水熱処理を80℃にて3時間行った以外は同様にしてSiO2濃度4.1重量%のシリカからなる基体用金属酸化物粒子(A-5)分散液3659gを調製した。基体用金属酸化物粒子(A-5)分散液のpHは3.7であった。基体用金属酸化物粒子(A-5)の表面電位を測定し、結果を表に示す。
[Example 12]
Preparation of metal oxide particle (12) dispersion
Preparation of dispersion for positively charged metal oxide particles for substrate (A-5) In preparation of positively charged metal oxide particles for substrate (A-1) in Example 1, 750 g of purified silica sol was mixed with polyaluminum chloride ( (Taki Chemical Co., Ltd .: Takibaine # 1000, Al 2 O 3 concentration 23.55 wt%) was added and stirred at room temperature for 0.5 hours, followed by hydrothermal treatment at 80 ° C. for 3 hours. In the same manner, 3659 g of a base metal oxide particle (A-5) dispersion composed of silica having a SiO 2 concentration of 4.1% by weight was prepared. The pH of the metal oxide particle (A-5) dispersion for the substrate was 3.7. The surface potential of the metal oxide particles for substrate (A-5) was measured, and the results are shown in the table.

ついで、SiO2濃度4.1重量%のシリカからなる基体用金属酸化物粒子(A-5)分散液3659gに、被覆用金属酸化物粒子(B-1)として実施例1で用いたと同じシリカゾル(日揮触媒化成(株)製:カタロイドSN−350、平均粒子径7nm、表面電位−23mV、SiO2濃度16.6重量%、pH3.7)367gを混合し、ついで、混合分散液を150℃で3時間水熱処理した後、30℃に冷却した。このとき、混合分散液のSiO2濃度5.2重量%、pHは3.5であった。工程(m) Next, the same silica sol as used in Example 1 as the coating metal oxide particles (B-1) was added to 3659 g of the substrate metal oxide particles (A-5) dispersion composed of silica having a SiO 2 concentration of 4.1 wt%. (JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: Cataloid SN-350, average particle diameter 7 nm, surface potential -23 mV, SiO 2 concentration 16.6 wt%, pH 3.7) 367 g was mixed, and then the mixed dispersion was 150 ° C. The mixture was hydrothermally treated for 3 hours and then cooled to 30 ° C. At this time, the SiO 2 concentration of the mixed dispersion was 5.2% by weight and the pH was 3.5. Process (m)

ついで、混合分散液に陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SUNNUP−C)135gを混合し、30℃で0.5時間撹拌し、ついで、陰イオン交換樹脂を分離し、ロータリーエバポレーターによりSiO2濃度10重量%のシリカからなる金属酸化物粒子(12)分散液を調製した。ついで、純水で希釈し、ついで、レベリング剤を金属酸化物粒子(12)分散液100重量部に対し0.1重量部となるように添加して固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子粒子(12)分散液を調製した。分散液のpHは9.0であった。工程(n) Next, 135 g of anion exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd .: SUNUP-C) was mixed with the mixed dispersion, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 0.5 hour, and then the anion exchange resin was separated, and a rotary evaporator was used. A dispersion of metal oxide particles (12) made of silica having a SiO 2 concentration of 10% by weight was prepared. Subsequently, it is diluted with pure water, and then a leveling agent is added so as to be 0.1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the metal oxide particle (12) dispersion, thereby oxidizing the metal with a solid concentration of 2.0% by weight. A particle particle (12) dispersion was prepared. The pH of the dispersion was 9.0. Step (n)

撥水性被膜付基材(12)の製造
実施例1において、固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子(12)分散液を用いた以外は同様にして撥水性被膜付基材(12)を調製した。
Production of substrate with water repellent coating (12) In Example 1 of Example 1, a substrate with water repellent coating (12) was used except that a dispersion of metal oxide particles (12) having a solid content of 2.0% by weight was used. ) Was prepared.

撥水性被膜付基材(12)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 Water repellent film-coated substrate (12), the composition, the average height of the concavo-convex structure (T F), the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), between the average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[実施例13]
撥水性被膜付基材(13)の製造
実施例1において、固形分濃度1.0重量%のオーバーコート層形成用塗布液(1)を表の含有量となるように塗布した以外は同様にして撥水性被膜付基材(13)を調製した。
[Example 13]
Production Example 1 of Substrate with Water Repellent Coating (13) In Example 1 except that the coating solution for forming an overcoat layer (1) having a solid content concentration of 1.0% by weight was applied so as to have the content shown in the table. Thus, a substrate (13) with a water-repellent coating was prepared.

撥水性透明被膜付基材(13)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 Repellent substrate with a transparent film for (13), the composition, the average height (T F) of the concavo-convex structure, the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[実施例14]
撥水性被膜付基材(14)の製造
実施例1において、固形分濃度1.0重量%のオーバーコート層形成用塗布液(1)を表の含有量となるように塗布した以外は同様にして撥水性被膜付基材(14)を調製した。
[Example 14]
Production Example 1 of substrate (14) with water-repellent coating In the same manner as in Example 1 except that the coating solution for forming an overcoat layer (1) having a solid content concentration of 1.0% by weight was applied to the content shown in the table. Thus, a substrate (14) with a water-repellent coating was prepared.

撥水性透明被膜付基材(14)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 Repellent substrate with a transparent film for (14), the composition, the average height (T F) of the concavo-convex structure, the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[実施例15]
撥水性被膜付基材(15)の製造
実施例1において、接着層形成用塗布液(1)を塗布および乾燥しなかった以外は同様にして撥水性被膜付基材(15)を調製した。
[Example 15]
Production of water repellent coated substrate (15) A water repellent coated substrate (15) was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the coating liquid (1) for forming an adhesive layer was not applied and dried.

撥水性透明被膜付基材(15)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 Concerning water-repellent transparent coated substrate (15), composition, average height of uneven structure (T F ), average distance between protrusions (W F ), average height of fine uneven structure (T FF ), average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[実施例16]
撥水性被膜付基材(16)の製造
まず、実施例1と同様にして調製した固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子(1)分散液を、ポリエステル樹脂基材(ユニチカ(株)製:PC0.5、厚さ:0.5mm、屈折率:1.60)上にバーコーター法(#3)で、乾燥層厚が表となるように塗布し、80℃で30秒間乾燥した。ついで、固形分濃度0.3重量%の結合材用塗布液(1)を、スピンコーターで、金属酸化物粒子(1)層上に表の含有量となるように塗布し、80℃で120秒間乾燥後、150℃で30分間加熱して硬化させた。
[Example 16]
Production of substrate (16) with water repellent coating First, a metal oxide particle (1) dispersion having a solid content concentration of 2.0% by weight prepared in the same manner as in Example 1 was added to a polyester resin substrate (Unitika Ltd.). ) Product: PC0.5, Thickness: 0.5mm, Refractive index: 1.60), coated with bar coater method (# 3) so that the dry layer thickness is the front, and dried at 80 ° C for 30 seconds did. Next, the binder coating solution (1) having a solid concentration of 0.3% by weight was coated on the metal oxide particle (1) layer with a spin coater so as to have the content shown in the table, and 120 ° C. at 120 ° C. After drying for 2 seconds, it was cured by heating at 150 ° C. for 30 minutes.

ついで、シリコーン系撥水材(Momentive(株)製:TSW8251、固形分濃度3.3重量%)をオーバーコート層形成用塗布液(2)として、表の含有量となるようにバーコーター法(#4)で塗布し、80℃で120秒間乾燥後、150℃で10分間乾燥・硬化して撥水性被膜付基材(16)を製造した。   Then, using a silicone water-repellent material (Momentive Co., Ltd .: TSW8251; solid content concentration: 3.3% by weight) as the overcoat layer-forming coating solution (2), the bar coater method ( It was coated in # 4), dried at 80 ° C. for 120 seconds, dried and cured at 150 ° C. for 10 minutes to produce a substrate (16) with a water-repellent coating.

撥水性被膜付基材(16)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 About base material with water repellent coating (16), composition, average height of uneven structure (T F ), average distance between protrusions (W F ), average height of fine uneven structure (T FF ), between average protrusions The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[実施例17]
撥水性被膜付基材(17)の製造
実施例1において、ガラス基板(浜新(株)製:FL硝子、厚さ:3mm、屈折率:1.51)の代わりに、ステンレス製基材((株)岩崎商店製:SUS304、厚さ1mm)を用いた以外は同様にして撥水性被膜付基材(17)を製造した。
[Example 17]
Production of water-repellent coated substrate (17) In Example 1, instead of a glass substrate (Hamashin Co., Ltd .: FL glass, thickness: 3 mm, refractive index: 1.51), a stainless steel substrate ( A substrate (17) with a water-repellent coating was produced in the same manner except that Iwasaki Shoten Co., Ltd. (SUS304, thickness 1 mm) was used.

撥水性被膜付基材(17)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 About base material with water repellent coating (17), composition, average height of uneven structure (T F ), average distance between protrusions (W F ), average height of fine uneven structure (T FF ), between average protrusions The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[比較例1]
金属酸化物粒子(R1)分散液の調製
実施例1と同様にして調製した基体用金属酸化物粒子(A-1)分散液に純水を加え、ついで、レべリング剤を基体用金属酸化物粒子(A-1)分散液100重量部に対し0.1重量部となるように添加して固形分濃度2重量%の金属酸化物粒子(R1)分散液を調製した。
[Comparative Example 1]
Preparation of dispersion of metal oxide particles (R1) Pure water was added to the dispersion of metal oxide particles for substrate (A-1) prepared in the same manner as in Example 1, and then the leveling agent was oxidized to metal for substrates. A metal oxide particle (R1) dispersion having a solid content concentration of 2% by weight was prepared by adding 0.1 part by weight to 100 parts by weight of the product particle (A-1) dispersion.

撥水性被膜付基材(R1)の製造
実施例1において、固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子(R1)分散液を用いた以外は同様にして撥水性被膜付基材(R1)を調製した。
Production of substrate with water repellent coating (R1) In Example 1 of Example 1, a substrate with water repellent coating (R1) was used in the same manner except that a metal oxide particle (R1) dispersion having a solid content of 2.0% by weight was used. ) Was prepared.

撥水性被膜付基材(R1)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 Water repellent film-coated substrate (R1), the composition, the average height of the concavo-convex structure (T F), the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), between the average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[比較例2]
金属酸化物粒子(R2)分散液の調製
シリカゾル(日揮触媒化成(株)製:SN−350、平均粒子径7nm、SiO2濃度16.6重量%、表面電位−23mV、pH3.7)に水を加えて固形分濃度2重量%のシリカゾルを調製した。
ついで、比較例1と同様にして調製した固形分濃度2重量%の金属酸化物粒子(R1)分散液と同量混合して固形分濃度2重量%の金属酸化物粒子(R2)分散液を調製した。
[Comparative Example 2]
Preparation of metal oxide particle (R2) dispersion Silica sol (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: SN-350, average particle diameter 7 nm, SiO 2 concentration 16.6 wt%, surface potential −23 mV, pH 3.7) with water Was added to prepare a silica sol having a solid concentration of 2% by weight.
Subsequently, the same amount of the metal oxide particle (R1) dispersion having a solid content concentration of 2% by weight prepared in the same manner as in Comparative Example 1 was mixed to obtain a metal oxide particle (R2) dispersion having a solid content concentration of 2% by weight. Prepared.

撥水性被膜付基材(R2)の製造
実施例1において、固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子(R2)分散液を用いた以外は同様にして撥水性被膜付基材(R2)を調製した。
Production of substrate with water repellent coating (R2) In Example 1, a substrate with water repellent coating (R2) was prepared in the same manner as in Example 1 except that a metal oxide particle (R2) dispersion having a solid content concentration of 2.0% by weight was used. ) Was prepared.

撥水性被膜付基材(R2)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 Water repellent film-coated substrate (R2), the composition, the average height of the concavo-convex structure (T F), the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), between the average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[比較例3]
金属酸化物粒子(R3)分散液の調製
正電荷を有する基体用金属酸化物粒子(RA-3)の調製
シリカゾル(日揮触媒化成(株)製:カタロイドSI−50、平均粒子径25nm、表面電位−51mV、SiO2濃度48.0重量%、pH10.2)833gを純水を用いて20%に希釈した。この溶液に陽イオン交換樹脂(ROHMHARS(株)製:デュオライト)150gを混合し、0.5時間撹拌した。ついで、陽イオン交換樹脂を分離した後、陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SUNNUP−C)135gを混合し、0.5時間撹拌し、ついで、陰イオン交換樹脂を分離して、SiO2濃度20重量%の基体用金属酸化物粒子(RA-1)を調製した。このときのpHは3.8で表面電位は−20mVであった。
[Comparative Example 3]
Preparation of metal oxide particle (R3) dispersion
Preparation of positively charged metal oxide particles for substrate (RA-3) Silica sol (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: Cataloid SI-50, average particle size 25 nm, surface potential -51 mV, SiO 2 concentration 48.0 wt% , PH 10.2) 833 g was diluted to 20% with pure water. To this solution, 150 g of a cation exchange resin (ROHMHARS Co., Ltd .: Duolite) was mixed and stirred for 0.5 hour. Next, after separating the cation exchange resin, 135 g of an anion exchange resin (Mitsubishi Chemical Co., Ltd .: SUNUP-C) was mixed and stirred for 0.5 hour, and then the anion exchange resin was separated, A substrate metal oxide particle (RA-1) having a SiO 2 concentration of 20% by weight was prepared. At this time, the pH was 3.8 and the surface potential was -20 mV.

ついで、ポリ塩化アルミ(多木化学(株)製:タキバイン#1000、Al23濃度23.55重量%)5.1gを添加して固形分濃度20重量%の基体用金属酸化物粒子(RA-3)分散液を調製した。このとき、分散液のpHは3.7となった。 Next, 5.1 g of polyaluminum chloride (manufactured by Taki Chemical Co., Ltd .: Takibaine # 1000, Al 2 O 3 concentration of 23.55 wt%) was added to form a metal oxide particle for a substrate having a solid concentration of 20 wt% ( RA-3) A dispersion was prepared. At this time, the pH of the dispersion became 3.7.

得られた基体用金属酸化物粒子(RA-3)の平均粒子径および表面電位を測定し、結果を表に示す。
ついで、固形分濃度20重量%の基体用金属酸化物粒子(RA-3)分散液750gに純水2908gを加えて希釈して固形分濃度4.1重量%に調整し、ついで、被覆用金属酸化物微粒子としてシリカゾル(日揮触媒化成(株)製:SN−350、平均粒子径7nm、SiO2濃度16.6重量%、表面電位−23mV、pH3.7)241.0gを混合し、30℃で0.5時間攪拌した。
このとき、混合分散液の固形分濃度は4.8重量%、pHは3.5であった。工程(m)
The average particle diameter and surface potential of the obtained metal oxide particles for substrates (RA-3) were measured, and the results are shown in the table.
Subsequently, 2908 g of pure water was added to 750 g of the base metal oxide particle (RA-3) dispersion having a solid concentration of 20% by weight to dilute to adjust the solid concentration to 4.1% by weight. 241.0 g of silica sol (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: SN-350, average particle diameter 7 nm, SiO 2 concentration 16.6 wt%, surface potential −23 mV, pH 3.7) was mixed as oxide fine particles, and 30 ° C. For 0.5 hour.
At this time, the solid content concentration of the mixed dispersion was 4.8% by weight and the pH was 3.5. Process (m)

ついで、混合分散液に陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SUNNUP−C)135gを混合し、30℃で0.5時間撹拌し、ついで、陰イオン交換樹脂を分離し、ロータリーエバポレーターによりSiO2濃度10重量%のシリカからなる金属酸化物粒子(R3)分散液を調製した。ついで、純水で希釈し、ついで、レベリング剤を金属酸化物粒子(R3)分散液100重量部に対し0.1重量部となるように添加して固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子粒子(R3)分散液を調製した。分散液のpHは9.0であった。工程(n)
得られた金属酸化物粒子(R3)について、平均粒子径および被覆率を求め、結果を表に示す。
Next, 135 g of anion exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd .: SUNUP-C) was mixed with the mixed dispersion, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 0.5 hour, and then the anion exchange resin was separated, and a rotary evaporator was used. A dispersion of metal oxide particles (R3) composed of silica having a SiO 2 concentration of 10% by weight was prepared. Next, it is diluted with pure water, and then a leveling agent is added so as to be 0.1 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the metal oxide particle (R3) dispersion, thereby oxidizing the metal with a solid concentration of 2.0% by weight. A product particle (R3) dispersion was prepared. The pH of the dispersion was 9.0. Step (n)
For the obtained metal oxide particles (R3), the average particle diameter and the coverage were determined, and the results are shown in the table.

撥水性被膜付基材(R3)の製造
実施例1において、固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子(R3)分散液を用いた以外は同様にして撥水性被膜付基材(R3)を調製した。
撥水性被膜付基材(R3)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。
Production of substrate with water repellent coating (R3) In Example 1, a substrate with water repellent coating (R3) was prepared in the same manner as in Example 1 except that a metal oxide particle (R3) dispersion with a solid content of 2.0% by weight was used. ) Was prepared.
Water repellent film-coated substrate (R3), the composition, the average height of the concavo-convex structure (T F), the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), between the average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[比較例4]
金属酸化物粒子(R4)分散液の調製
正電荷を有する基体用金属酸化物粒子(RA-4)の調製
シリカ粒子(日揮触媒化成(株)製:真絲球SW−1.0、平均粒子径1000nm、SiO2濃度100重量%)に純水を加えてSiO2濃度4.1重量%のシリカ粒子分散液3657gを調製した。このとき、シリカ粒子の表面電位は−70mV、分散液のpHは6.0であった。
[Comparative Example 4]
Preparation of metal oxide particle (R4) dispersion
Preparation of positively charged metal oxide particles (RA-4) for a substrate Pure silica particles (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: True Ryukyu SW-1.0, average particle diameter 1000 nm, SiO 2 concentration 100% by weight) Water was added to prepare 3657 g of a silica particle dispersion having a SiO 2 concentration of 4.1% by weight. At this time, the surface potential of the silica particles was −70 mV, and the pH of the dispersion was 6.0.

ついで、ポリ塩化アルミ(多木化学(株)製:タキバイン#1000、Al23濃度23.55重量%)2.1gを添加して固形分濃度20重量%の基体用金属酸化物粒子(RA-4)分散液を調製した。このとき、分散液のpHは3.7となった。 得られた基体用金属酸化物粒子(R4)の平均粒子径および表面電位を測定し、結果を表に示す。 Next, 2.1 g of polyaluminum chloride (manufactured by Taki Chemical Co., Ltd .: Takibaine # 1000, Al 2 O 3 concentration 23.55 wt%) was added to form a metal oxide particle for a substrate having a solid concentration of 20 wt% ( RA-4) A dispersion was prepared. At this time, the pH of the dispersion became 3.7. The average particle diameter and surface potential of the obtained metal oxide particles for substrate (R4) were measured, and the results are shown in the table.

ついで、被覆用金属酸化物微粒子としてシリカゾル(日揮触媒化成(株)製:SN−350、平均粒子径7nm、SiO2濃度16.6重量%、表面電位−23mV、pH3.7)1.88gを混合し、30℃で0.5時間攪拌した。このとき、混合分散液の固形分濃度は4.1重量%、pHは3.7であった。 Next, 1.88 g of silica sol (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd .: SN-350, average particle diameter 7 nm, SiO 2 concentration 16.6 wt%, surface potential −23 mV, pH 3.7) as coating metal oxide fine particles. Mix and stir at 30 ° C. for 0.5 hour. At this time, the solid content concentration of the mixed dispersion was 4.1% by weight, and the pH was 3.7.

混合分散液に陰イオン交換樹脂(三菱化学(株)製:SUNNUP−C)135gを混合し、0.5時間撹拌し、ついで、陰イオン交換樹脂を分離し、ロータリーエバポレーターによりSiO2濃度10重量%のシリカからなる金属酸化物粒子(R4)分散液を調製した。ついで、純水で希釈し、ついで、レベリング剤を金属酸化物粒子(R4)分散液100重量部に対し0.1重量部となるように添加して固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子粒子(R4)分散液を調製した。分散液のpHは9.0であった。工程(n)
得られた金属酸化物粒子(R4)について、平均粒子径および被覆率を測定し、結果を表
に示す。
135 g of anion exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd .: SUNNUP-C) is mixed with the mixed dispersion and stirred for 0.5 hour, then the anion exchange resin is separated, and the SiO 2 concentration is 10 wt. A dispersion of metal oxide particles (R4) composed of 1% silica was prepared. Next, it is diluted with pure water, and then a leveling agent is added so as to be 0.1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the metal oxide particle (R4) dispersion, thereby oxidizing the metal with a solid content concentration of 2.0% by weight. A product particle (R4) dispersion was prepared. The pH of the dispersion was 9.0. Step (n)
The obtained metal oxide particles (R4) were measured for average particle diameter and coverage, and the results are shown in the table.

撥水性被膜付基材(R4)の製造
実施例1において、固形分濃度2.0重量%の金属酸化物粒子(R4)分散液を用いた以外は同様にして撥水性被膜付基材(R4)を調製した。
撥水性透明被膜付基材(R4)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。
Production of substrate with water repellent coating (R4) In Example 1, a substrate with water repellent coating (R4) was prepared in the same manner as in Example 1 except that a metal oxide particle (R4) dispersion having a solid content of 2.0% by weight was used. ) Was prepared.
Repellent transparent film substrate with the (R4), the composition, the average height (T F) of the concave-convex structure, the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[比較例5]
撥水性被膜付基材(R5)の製造
実施例1において、不織布(1)上に金属酸化物粒子層および接着層を形成することなく、実施例1と同様にして調製した固形分濃度0.3%のオーバーコート層形成用塗布液(1)を表の含有量となるようにバーコーター法(#4)で塗布し、ついで、80℃で120秒間乾燥後、150℃で10分間乾燥・硬化して撥水性被膜付基材(R5)を製造した。
[Comparative Example 5]
Production of substrate with water repellent coating (R5) In Example 1, a solid content concentration of 0. 0 was prepared in the same manner as in Example 1 without forming a metal oxide particle layer and an adhesive layer on the nonwoven fabric (1). 3% overcoat layer forming coating solution (1) was applied by the bar coater method (# 4) so as to have the contents shown in the table, then dried at 80 ° C. for 120 seconds, then dried at 150 ° C. for 10 minutes. Cured to produce a substrate with water repellent coating (R5).

撥水性被膜付基材(R5)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 Water repellent film-coated substrate (R5), the composition, the average height of the concavo-convex structure (T F), the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), between the average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

[比較例6]
撥水性被膜付基材(R6)の製造
実施例1において、ガラス基材上に金属酸化物粒子層および接着層を形成することなく、実施例16と同様にして調製した固形分濃度3.3重量%のオーバーコート層形成用塗布液(2)を表の含有量となるようにバーコーター法(#4)で塗布し、ついで、80℃で120秒間乾燥後、150℃で10分間乾燥・硬化して撥水性被膜付基材(R6)を製造した。
[Comparative Example 6]
Production of substrate with water repellent coating (R6) In Example 1, a solid content concentration of 3.3 prepared in the same manner as in Example 16 without forming a metal oxide particle layer and an adhesive layer on a glass substrate. The coating solution for forming an overcoat layer (2) by weight is applied by the bar coater method (# 4) so as to have the content shown in the table, then dried at 80 ° C. for 120 seconds and then dried at 150 ° C. for 10 minutes. Cured to produce a water repellent coated substrate (R6).

撥水性被膜付基材(R6)について、組成、凹凸構造の平均高さ(TF)、平均凸部間距離(WF)、微細凹凸構造の平均高さ(TFF)、平均凸部間距離(WFF)、鉛筆硬度、密着性、耐擦傷性、撥水性、全光線透過率およびヘーズを測定し、結果を表に示す。 Water repellent film-coated substrate (R6), the composition, the average height of the concavo-convex structure (T F), the distance between the average protrusion (W F), the average height of the fine unevenness (T FF), between the average protrusion The distance (W FF ), pencil hardness, adhesion, scratch resistance, water repellency, total light transmittance and haze were measured, and the results are shown in the table.

Figure 2015116731
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Claims (17)

基材、および該基材表面の撥水性被膜からなり、
該撥水性被膜が、基体用金属酸化物粒子(A)の表面を被覆用金属酸化物微粒子(B)で被覆された金属酸化物粒子からなる粒子層と金属酸化物粒子層上のオーバーコート層とからなり、該撥水性被膜表面が凹凸構造を有し、該凸部の平均高さ(TF)が50〜500nmの範囲にあり、
平均凸部間距離(ピッチ幅)(WF)が20〜1000nmの範囲にあり、前記基材が繊維または布であり、水との接触角が100〜180°の範囲にあることを特徴とする撥水性被膜付基材。
A substrate and a water-repellent coating on the surface of the substrate;
The water-repellent coating comprises a particle layer comprising metal oxide particles obtained by coating the surface of the metal oxide particles for substrate (A) with the metal oxide particles for coating (B), and an overcoat layer on the metal oxide particle layer The surface of the water-repellent coating has a concavo-convex structure, and the average height (T F ) of the convex portions is in the range of 50 to 500 nm,
The average distance between protrusions (pitch width) (W F ) is in the range of 20 to 1000 nm, the substrate is a fiber or cloth, and the contact angle with water is in the range of 100 to 180 °. A substrate with a water-repellent coating.
前記基体用金属酸化物粒子(A)が球状粒子であり、平均粒子径(DA)が40〜600nmの範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の撥水性被膜付基材。 The substrate with a water-repellent coating according to claim 1, wherein the metal oxide particles (A) for the substrate are spherical particles, and the average particle diameter (D A ) is in the range of 40 to 600 nm. 前記被覆用金属酸化物微粒子(B)の平均粒子径(DB)が4〜60nmの範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の撥水性被膜付基材。 The substrate with water-repellent coating according to claim 1, wherein the coating metal oxide fine particles (B) have an average particle diameter (D B ) in the range of 4 to 60 nm. 前記被覆用金属酸化物粒子(B)による基体用金属酸化物粒子(A)の下記式(1)で表される被覆率が30〜100%の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の撥水性被膜付基材。
被覆率(%)=[[金属酸化物粒子の実測の比表面積(SA)−基体用金属酸化物粒子の実測の比表面積(SM)]/[100%被覆したとした場合の計算上の比表面積(SC)−基体用金属酸化物粒子の実測の比表面積(SM)]]×100・・・・・・・(1)
(ここで、(SC)=金属酸化物粒子1個当たりの表面積×単位重量(1g)当たりの粒子数、
金属酸化物粒子1個当たりの表面積=4π・[(DA)/2+(DB)/2]2
単位重量(1g)当たりの基体用金属酸化物粒子(A)の個数=1/[4/3・π[(DA)/2]3・d、dは基体用金属酸化物粒子(A)の粒子密度(g/ml)を表す。)
2. The coverage represented by the following formula (1) of the metal oxide particles for base (A) by the metal oxide particles for coating (B) is in the range of 30 to 100%. The base material with a water-repellent coating as described.
Coverage (%) = [[Measured Specific Surface Area of Metal Oxide Particles (S A ) −Measured Specific Surface Area of Metal Oxide Particles for Substrate (S M )] / [Calculation When 100% Covered Specific surface area (S C ) -measured specific surface area of metal oxide particles for substrate (S M )]] × 100 (1)
(Where (S C ) = surface area per metal oxide particle × number of particles per unit weight (1 g),
Surface area per metal oxide particle = 4π · [(D A ) / 2 + (D B ) / 2] 2 ,
Number of metal oxide particles for substrate (A) per unit weight (1 g) = 1 / [4/3 · π [(D A ) / 2] 3 · d, d are metal oxide particles for substrate (A) Represents the particle density (g / ml). )
前記平均粒子径(DB)と前記平均粒子径(DA)との比(DB)/(DA)が0.007〜0.5の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の撥水性被膜付基材。 The ratio (D B ) / (D A ) between the average particle size (D B ) and the average particle size (D A ) is in the range of 0.007 to 0.5. The base material with a water-repellent coating as described. 前記基体用金属酸化物粒子(A)および前記被覆用金属酸化物微粒子(B)がSiO2、Al23、Sb25、ZrO2、TiO2、Fe23、CeO2、およびこれらの複合酸化物または混合物(但し、前記基体用金属酸化物粒子(A)および前記被覆用金属酸化物微粒子(B)は同一であってもよい。)から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の撥水性被膜付基材。 The base metal oxide particles (A) and the coating metal oxide particles (B) are SiO 2 , Al 2 O 3 , Sb 2 O 5 , ZrO 2 , TiO 2 , Fe 2 O 3 , CeO 2 , and It is at least one selected from these composite oxides or mixtures (provided that the metal oxide particles for substrate (A) and the metal oxide fine particles for coating (B) may be the same). The substrate with a water-repellent coating according to claim 1, wherein 前記基体用金属酸化物粒子(A)および前記被覆用金属酸化物微粒子(B)がともにSiO2であることを特徴とする請求項1に記載の撥水性被膜付基材。 2. The substrate with a water-repellent coating according to claim 1, wherein both the metal oxide particles for base (A) and the metal oxide fine particles for coating (B) are SiO 2 . 前記オーバーコート層がフッ素含有化合物、アルキル基含有化合物、シリコーン系化合物の少なくとも1種を含んでなることを特徴とする請求項1に記載の撥水性被膜付基材。   The substrate with water-repellent coating according to claim 1, wherein the overcoat layer comprises at least one of a fluorine-containing compound, an alkyl group-containing compound, and a silicone compound. 前記オーバーコート層が下記式(1)で表される加水分解性有機ケイ素化合物の加水分解重縮合物であることを特徴とする請求項8に記載の撥水性被膜付基材。
n-SiX4-n (1)
(但し、式中、Rは炭素数1〜10の炭化水素基であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。X:炭素数1〜4のアルコキシ基、水酸基、ハロゲン、水素、n:1〜3の整数)
The substrate with water-repellent coating according to claim 8, wherein the overcoat layer is a hydrolyzed polycondensate of a hydrolyzable organosilicon compound represented by the following formula (1).
R n -SiX 4-n (1 )
(In the formula, R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and may be the same or different from each other. X: an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyl group, a halogen, hydrogen, n: an integer of 1 to 3)
前記オーバーコート層の形成量が、前記金属酸化物粒子層の金属酸化物粒子を固形分として100重量部に対しSiO2として1〜100重量部の範囲にあることを特徴とする請求項9記載の撥水性被膜付基材。 The amount of the overcoat layer formed is in the range of 1 to 100 parts by weight as SiO 2 with respect to 100 parts by weight of the metal oxide particles of the metal oxide particle layer as a solid content. Base material with water repellent coating. 前記基材と前記金属酸化物粒子層との間に接着層(a1)または前記金属酸化物粒子層と後述するオーバーコート層との間に接着層(a2)を有することを特徴とする請求項1に記載の撥水性被膜付基材。   The adhesive layer (a1) between the base material and the metal oxide particle layer or an adhesive layer (a2) between the metal oxide particle layer and an overcoat layer to be described later. 2. A substrate with a water-repellent coating according to 1. 前記凹凸構造の凸部の表面がさらに微細凹凸を有し、該微細凸部の平均高さ(TFF)が0.1〜5nmの範囲にあり、平均微細凸部間距離(WFF)が、前記凸部の平均凸部間距離(WF)よりも小さく、0.1〜5nmの範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の撥水性被膜付基材。 The surface of the convex part of the concave-convex structure further has fine irregularities, the average height (T FF ) of the fine convex part is in the range of 0.1 to 5 nm, and the average distance between the fine convex parts (W FF ) is The base material with a water-repellent coating according to claim 1, which is smaller than an average distance (W F ) between the convex portions and in a range of 0.1 to 5 nm. 下記の工程(b)〜(d)からなり、表面が凹凸構造を有し、該凸部の平均高さ(TF)が30〜500nmの範囲にあり、平均凸部間距離(ピッチ幅)(WF)が50〜1000nmの範囲にあり、水との接触角が100〜180°の範囲にある撥水性被膜付基材の製造方法;
(b)基材上に、基体用金属酸化物粒子(A)の表面を被覆用金属酸化物微粒子(B)で被覆された金属酸化物粒子の分散液を塗布して金属酸化物微粒子層を形成する工程
(c)前記金属酸化物粒子層上に、オーバーコート層形成用塗布液を塗布してオーバーコート層を形成する工程
(d)加熱処理する工程。
It consists of the following steps (b) to (d), the surface has a concavo-convex structure, the average height (T F ) of the convex portions is in the range of 30 to 500 nm, and the average convex portion distance (pitch width) (W F ) is in the range of 50 to 1000 nm, and the method for producing a substrate with a water-repellent coating having a contact angle with water in the range of 100 to 180 °;
(B) A dispersion of metal oxide particles in which the surface of the metal oxide particles for substrate (A) is coated with the metal oxide particles for coating (B) is applied onto the substrate to form a metal oxide particle layer. (C) The process of apply | coating the coating liquid for overcoat layer formation on the said metal oxide particle layer, and forming the overcoat layer (d) The process of heat-processing.
前記工程(b)の前に、下記の工程(a1)を行うことを特徴とする請求項13に記載の撥水性被膜付基材の製造方法;
(a1)基材表面上に接着層形成用塗布液を塗布して接着層(a1)を形成する工程。
The method for producing a substrate with a water-repellent coating according to claim 13, wherein the following step (a1) is performed before the step (b);
(A1) A step of forming an adhesive layer (a1) by applying an adhesive layer-forming coating solution on the substrate surface.
前記工程(b)の後に、下記の工程(a2)を行うことを特徴とする請求項13に記載の撥水性被膜付基材の製造方法;
(a2)前記金属酸化物粒子層上に接着層形成用塗布液を塗布して接着層(a2)を形成する工程。
The method for producing a substrate with a water-repellent coating according to claim 13, wherein the following step (a2) is performed after the step (b);
(A2) A step of forming an adhesive layer (a2) by applying an adhesive layer-forming coating solution on the metal oxide particle layer.
前記金属酸化物粒子分散液の濃度が、固形分として濃度が0.1〜10重量%の範囲にあることを特徴とする請求項13に記載の撥水性被膜付基材の製造方法。   The method for producing a substrate with a water-repellent coating according to claim 13, wherein the concentration of the metal oxide particle dispersion is in the range of 0.1 to 10% by weight as a solid content. 前記工程(b)にて形成した金属酸化物粒子層中の金属酸化物粒子100重量部に対して、オーバーコート層形成用塗布液を固形分として、1〜100重量部となるように塗布することを特徴とする請求項13に記載の撥水性被膜付基材の製造方法。   With respect to 100 parts by weight of the metal oxide particles in the metal oxide particle layer formed in the step (b), the overcoat layer forming coating solution is applied as a solid content so as to be 1 to 100 parts by weight. The method for producing a substrate with a water-repellent coating according to claim 13.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017177683A (en) * 2016-03-31 2017-10-05 日揮触媒化成株式会社 Base material with water-repellent coating film and method for producing the same
JP2018103534A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 綜研化学株式会社 Hard coat film and method for producing the same
CN113767186A (en) * 2020-03-31 2021-12-07 Toto株式会社 Sanitary fitting part
WO2022014607A1 (en) 2020-07-14 2022-01-20 日本板硝子株式会社 Glass article with water repellent film and method for manufacturing same
WO2022039268A1 (en) * 2020-08-21 2022-02-24 日本板硝子株式会社 Glass article with easy-to-clean coating
WO2023135997A1 (en) * 2022-01-13 2023-07-20 日本板硝子株式会社 Glass article
WO2023140105A1 (en) * 2022-01-18 2023-07-27 ダイキン工業株式会社 Antifouling article

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004256939A (en) * 2003-02-25 2004-09-16 Toray Ind Inc Water-repellent fabric and clothes using the same
JP2008122435A (en) * 2006-11-08 2008-05-29 Nissan Motor Co Ltd Water repellent reflection preventive structure and its manufacturing method
WO2008072707A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-19 Asahi Glass Company, Limited Articles having water-repellent surfaces
WO2011151885A1 (en) * 2010-05-31 2011-12-08 日産自動車株式会社 Water-repellent film and automotive part equipped with same
JP2012219003A (en) * 2011-04-14 2012-11-12 Kagawa Univ Wear-resistant water-ultrarepellent, oil-repellent antifouling glass, method for manufacturing the same, glass window using the same, solar energy utilization device, optical equipment and display device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004256939A (en) * 2003-02-25 2004-09-16 Toray Ind Inc Water-repellent fabric and clothes using the same
JP2008122435A (en) * 2006-11-08 2008-05-29 Nissan Motor Co Ltd Water repellent reflection preventive structure and its manufacturing method
WO2008072707A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-19 Asahi Glass Company, Limited Articles having water-repellent surfaces
WO2011151885A1 (en) * 2010-05-31 2011-12-08 日産自動車株式会社 Water-repellent film and automotive part equipped with same
JP2012219003A (en) * 2011-04-14 2012-11-12 Kagawa Univ Wear-resistant water-ultrarepellent, oil-repellent antifouling glass, method for manufacturing the same, glass window using the same, solar energy utilization device, optical equipment and display device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017177683A (en) * 2016-03-31 2017-10-05 日揮触媒化成株式会社 Base material with water-repellent coating film and method for producing the same
JP2018103534A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 綜研化学株式会社 Hard coat film and method for producing the same
CN113767186A (en) * 2020-03-31 2021-12-07 Toto株式会社 Sanitary fitting part
CN113767186B (en) * 2020-03-31 2023-10-03 Toto株式会社 Sanitary equipment component
WO2022014607A1 (en) 2020-07-14 2022-01-20 日本板硝子株式会社 Glass article with water repellent film and method for manufacturing same
WO2022039268A1 (en) * 2020-08-21 2022-02-24 日本板硝子株式会社 Glass article with easy-to-clean coating
WO2023135997A1 (en) * 2022-01-13 2023-07-20 日本板硝子株式会社 Glass article
WO2023140105A1 (en) * 2022-01-18 2023-07-27 ダイキン工業株式会社 Antifouling article
JP7473851B2 (en) 2022-01-18 2024-04-24 ダイキン工業株式会社 Antifouling articles

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