JP2016199660A - コーティング組成物、反射防止膜、及び反射防止膜の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]
金属酸化物と、重合体粒子と、水素結合性官能基を有する増粘剤とを含む、コーティング組成物であって、
前記コーティング組成物の固形分濃度を変化させたときにおいて、下記式(1)から求められる特定変化量が、10以上50以下である、コーティング組成物。
特定変化量=[{log(V1)×100/log(V0)}−100]/(C1−C0)… (1)
(式(1)中、C0は、変化前のコーティング組成物の総量に対する、変化前の固形分濃度(質量%)を表し、C1は、変化後のコーティング組成物の総量に対する、変化後の固形分濃度(質量%)を表す。また、V0は、変化前のコーティング組成物の粘度(cp)を表し、V1は、変化後のコーティング組成物の粘度(cp)を表す。)
[2]
加水分解性珪素化合物をさらに含む、[1]に記載のコーティング組成物。
[3]
前記重合体粒子は、水及び乳化剤の存在下で、加水分解性珪素化合物と、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体と、を重合して得られる重合体粒子を含む、[1]又は[2]に記載のコーティング組成物。
[4]
前記重合体粒子の数平均粒子径が、5.0nm以上80nm以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載のコーティング組成物。
[5]
前記重合体粒子に対する前記金属酸化物の質量比が、0.1/1以上1/1以下である、[1]〜[4]のいずれかに記載のコーティング組成物。
[6]
前記コーティング組成物は、該コーティング組成物の固形分質量に対して、前記増粘剤を0.1質量%以上70質量%以下含む、[1]〜[5]のいずれかに記載のコーティング組成物。
[7]
基材と、該基材の少なくとも一方の表面に配される、[1]〜[5]のいずれかに記載のコーティング組成物を含む反射防止層と、を備える、反射防止膜。
[8]
前記反射防止層は、前記基材上に前記コーティング組成物を塗布及び乾燥させた後に、400℃以上1000℃以下で熱処理して得られる層である、[7]に記載の反射防止膜。
[9]
前記基材表面の十点平均高さが、1.0μm以上1000μm以下である、[7]又は[8]に記載の反射防止膜。
[10]
前記基材表面の十点平均高さが、10μm以上150μm以下である、[7]〜[9]のいずれかに記載の反射防止膜。
[11]
基材の少なくとも一方の表面に、[1]〜[6]のいずれかに記載のコーティング組成物を塗布及び乾燥させる塗布工程と、
400℃〜1000℃で熱処理して反射防止層を得る熱処理工程と、を有する、反射防止膜の製造方法。
本実施形態のコーティング組成物は、金属酸化物と(以下、「金属酸化物(A)」ともいう。)、重合体粒子(以下、「重合体粒子(B)」ともいう。)と、水素結合性官能基を有する増粘剤(以下、単に「増粘剤(C)」ともいう。)と、を含む。また、コーティング組成物は、上記コーティング組成物の固形分濃度を変化させたときにおいて、下記式(1)から求められる特定変化量(以下、「Y/X」ともいう。)が、10以上50以下である。
特定変化量=[{log(V1)×100/log(V0)}−100]/(C1−C0)… (1)
式(1)中、C0は、変化前のコーティング組成物の総量に対する、変化前の固形分濃度(質量%)を表し、C1は、変化後のコーティング組成物の総量に対する、変化後の固形分濃度(質量%)を表し、V0は、変化前のコーティング組成物の粘度(cp)を表し、V1は、変化後のコーティング組成物の粘度(cp)を表す。以下、C0は初期の固形分濃度、V0は初期の粘度ともいう。
本実施形態の金属酸化物(A)としては、特に限定されないが、例えば、ケイ素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、亜鉛、スズ、インジウム、ガリウム、ゲルマニウム、アンチモン、モリブデン等の酸化物が挙げられ、好ましくはシリカ、より好ましくは水分散コロイダルシリカである。
本実施形態の重合体粒子(B)としては、特に限定されないが、水及び乳化剤の存在下で、加水分解性珪素化合物(以下、「加水分解性珪素化合物(b1)」ともいう。)と、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(以下、「ビニル単量体(b2)」ともいう。)と、を重合して得られる、重合体粒子を含むことが好ましい。このような重合体粒子を含むことにより、得られる反射防止層の耐候性、耐薬品性、光学特性、及び強度等がより向上する傾向にある。さらに、後述する水素結合性官能基を有する増粘剤(C)と、重合体粒子(B)の加水分解性珪素化合物(b1)由来のシラノール基、及び2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)由来のアミド基が水素結合により相互作用することで、固形分濃度変化における粘度の変化を調整することが可能となり、上記Y/Xを最適範囲に制御できる。
本実施形態の加水分解性珪素化合物(b1)としては、以下のものに限定されないが、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン等のテトラアルコキシシラン類;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ペンチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘプチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフロロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフロロプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリn−プロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のトリアルコキシシラン類;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジ−n−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルジエトキシシラン、ジ−n−ペンチルジメトキシシラン、ジ−n−ペンチルジエトキシシラン、ジ−n−ヘキシルジメトキシシラン、ジ−n−ヘキシルジエトキシシラン、ジ−n−ヘプチルジメトキシシラン、ジ−n−ヘプチルジエトキシシラン、ジ−n−オクチルジメトキシシラン、ジ−n−オクチルジエトキシシラン、ジ−n−シクロヘキシルジメトキシシラン、ジ−n−シクロヘキシルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン等のジアルコキシシラン類;トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン等のモノアルコキシシラン類を挙げることができる。また、これらの加水分解性珪素化合物(b1)は、1種を単独で用いても、又は2種以上を併用してもよい。
本実施形態の2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)としては、特に限定されないが、例えば、N−アルキル又はN−アルキレン置換(メタ)アクリルアミドが挙げられ、N−アルキル又はN−アルキレン置換(メタ)アクリルアミドとしては、以下のものに限定されないが、例えば、N−メチルアクリルアミド、N−メチルメタアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−エチルメタアクリルアミド、N−メチル−N−エチルアクリルアミド、N−メチル−N−エチルメタアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−n−プロピルアクリルアミド、N−イソプロピルメタアクリルアミド、N−n−プロピルメタアクリルアミド、N−メチル−N−n−プロピルアクリルアミド、N−メチル−N−イソプロピルアクリルアミド、N−アクリロイルピロリジン、N−メタクリロイルピロリジン、N−アクリロイルピペリジン、N−メタクリロイルピペリジン、N−アクリロイルヘキサヒドロアゼピン、N−アクリロイルモルホリン、N−メタクリロイルモルホリン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N’−メチレンビスメタクリルアミド、N−ビニルアセトアミド、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタアクリルアミドが挙げられる。また、ビニル単量体(b2)は、1種単独で用いても、又は2種以上を併用してもよい。
重合体粒子(B)の重合を、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体(b2)と、該ビニル単量体(b2)と共重合可能な他のビニル単量体(以下、「ビニル単量体(b3)」ともいう。)と、共に行うことにより、生成する重合体粒子(B)の特性(ガラス転移温度、分子量、水素結合力、極性、分散安定性、耐候性、加水分解性珪素化合物(b1)の重合生成物との相溶性等)をより効果的に制御することが可能となり好ましい。
本実施形態のコーティング組成物は、水素結合性官能基を有する増粘剤(C)を含む。本実施形態のコーティング組成物が増粘剤(C)を含むことにより、金属酸化物(A)及び/又は重合体粒子(B)の水素結合性官能基と増粘剤が水素結合により相互作用すると推察される(ただし、作用機序はこれに限定されない)。これによりコーティング組成物の固形分濃度が変化した際の粘度の変化を調整することができる。
本実施形態のコーティング組成物は、加水分解性珪素化合物(以下、「加水分解性珪素化合物(D)」ともいう。)をさらに含むことが好ましい。本実施形態のコーティング組成物が加水分解性珪素化合物(C)を含むことにより、加水分解性珪素化合物(D)が有しうるシラノール基と金属酸化物(A)の表面に存在しうる水酸基とが縮合反応をして結合が形成され、又は、加水分解性珪素化合物(D)と金属酸化物(A)との間に水素結合が形成されると推察される(ただし、作用機序はこれに限定されない)。これにより、本実施形態のコーティング組成物から得られる反射防止層の機械的強度がより向上する傾向にある。
R1 nSiX4-n (2)
式(2)中、R1は、各々独立に、水素原子、又はハロゲン基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アミノ基、(メタ)アクリロイル基若しくはエポキシ基を有してもよい、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜10のアルキニル基、又は炭素数6〜10のアリール基を表す。Xは、各々独立に、加水分解性基を表し、nは0〜3の整数である。
X3Si−R2 n−SiX3 (3)
式(3)中、Xは、各々独立に、加水分解性基を表し、R2は、炭素数1〜6のアルキレン基又はフェニレン基を表す。nは0又は1である。
R3−(O−Si(OR3)2)n−OR3 (4)
式(4)中、R3は、各々独立に、炭素数1〜6のアルキル基を表す。nは2〜8の整数である。
本実施形態の反射防止膜は、基材と、該基材の少なくとも一方の表面に配される、本実施形態のコーティング組成物を含む反射防止層と、を備える。
本実施形態の基材としては、特に限定されないが、例えば、ガラス等の無機基材、合成樹脂、天然樹脂等の有機基材、それらの組み合わせが挙げられる。
本実施形態の反射防止層は、基材の少なくとも一方の表面に配される。反射防止層の膜厚は、好ましくは50nm以上2000nm以下であり、より好ましくは70nm以上150nm以下であり、さらに好ましくは80nm以上130nm以下であり、よりさらに好ましくは90nm以上120nm以下である。反射防止膜の膜厚が上記範囲内であることにより、透明性、反射防止特性がより向上する傾向にある。膜厚が上記範囲内にある反射防止層を得るためには、コーティング組成物の塗布量を制御すればよい。具体的には、後述する実施例に記載の方法により測定できる。
本実施形態の反射防止膜の製造方法は、基材の少なくとも一方の表面に、本実施形態のコーティング組成物を塗布及び乾燥させる塗布工程と、400℃以上1000℃以下で熱処理して反射防止層を得る熱処理工程と、を有する。
コーティング組成物を試料として、固形分濃度の変化前後において、コーティング組成物の粘度(cp)を測定した。振動式粘度計CJV5000(AND株式会社製)を用いて、液温25℃におけるコーティング組成物の粘度を測定した。具体的な固形分濃度の変化の程度は、後述する実施例及び比較例に記載する。
重合体粒子水分散体を試料として、動的光散乱式粒度分布測定装置「UPA−UZ152」(日機装株式会社製の商品名)を用い、重合体粒子の数平均粒子径を測定した。
試験板を試料として、「FE−3000型反射分光計」(大塚電子株式会社製の商品名)を用いて、波長230〜800nmの範囲での反射スペクトルを測定し、最小二乗法解析により反射防止膜の膜厚を測定した。
ガラス基材を試料として、カラー3Dレーザー顕微鏡「VK−9700」(株式会社キーエンス社製の商品名)を用いて、テクスチャーガラス基材表面の、JIS B0601に規定される十点平均高さRzを測定した。
試験板を試料として、カラー3Dレーザー顕微鏡「VK−9700」(株式会社キーエンス社製の商品名)を用いてカラー画像を撮影し、(物性3)の「FE−3000型反射分光計」(大塚電子株式会社製の商品名)により測定した膜厚が80〜150nmの範囲と同様の干渉色を示すカラー画像の面積を画像解析ソフトImage Jを用いて算出し、反射防止層の膜厚均一割合を評価した。
試験板及びガラス基材を試料として、分光光度計「V670」(日本分光株式会社製の商品名)を用いて、400〜1100nmの分光透過率を測定し、ISO9050に規定される評価方法に従い、反射防止膜の透過率とΔTを評価した。ΔTとは、塗膜を形成した試験板の透過率と元の基材の透過率との差であり、ΔTが大きいことは、塗膜を形成したことにより透過率が向上し、反射防止特性に優れることを意味する。
試験板を試料として、JIS S6006が規定する試験用鉛筆を用いて、JIS K5400に規定される鉛筆硬度の評価方法に従い、1kg荷重における反射防止膜の鉛筆硬度を評価した。
試験板を試料として、反射防止層の表面に脱イオン水の滴(1.0μL)を乗せ、20℃で10秒間放置した後、日本国協和界面科学社製の商品名「CA−X150型接触角計」を用いて反射防止膜の初期接触角を測定した。反射防止層に対する水の接触角が小さいほど、皮膜表面の親水性が高いと評価した。
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水1600g、ドデシルベンゼンスルホン酸7gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、ジメチルジメトキシシラン185g、フェニルトリメトキシシラン117gの混合液を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下し、その後、反応容器中の温度が80℃の状態で約1時間撹拌を続行した。次にアクリル酸ブチル86g、フェニルトリメトキシシラン133g、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1.3gの混合液とジエチルアクリルアミド137g、アクリル酸3g、反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化社製、固形分25質量%水溶液)13g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、イオン交換水1900gの混合液を、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下した。さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を10.0質量%に調整し、数平均粒子径90nmの重合体粒子水分散体(B−1)を得た。
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水1600g、ドデシルベンゼンスルホン酸10gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、ジメチルジメトキシシラン185g、フェニルトリメトキシシラン117gの混合液を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下し、その後、反応容器中の温度が80℃の状態で約1時間撹拌を続行した。次にアクリル酸ブチル86g、フェニルトリメトキシシラン133g、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1.3gの混合液とジエチルアクリルアミド137g、アクリル酸3g、反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化社製、固形分25質量%水溶液)13g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、イオン交換水1900gの混合液を、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下した。さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を10.0質量%に調整し、数平均粒子径60nmの重合体粒子水分散体(B−2)を得た。
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水1600g、ドデシルベンゼンスルホン酸14gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、ジメチルジメトキシシラン185g、フェニルトリメトキシシラン117gの混合液を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下し、その後、反応容器中の温度が80℃の状態で約1時間撹拌を続行した。次にアクリル酸ブチル86g、フェニルトリメトキシシラン133g、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1.3gの混合液とジエチルアクリルアミド137g、アクリル酸3g、反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化社製、固形分25質量%水溶液)13g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、イオン交換水1900gの混合液を、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下した。さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を10.0質量%に調整し、数平均粒子径40nmの重合体粒子水分散体(B−3)を得た。
還流冷却器、滴下槽、温度計及び撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水1600g、ドデシルベンゼンスルホン酸20gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、ジメチルジメトキシシラン185g、フェニルトリメトキシシラン117gの混合液を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下し、その後、反応容器中の温度が80℃の状態で約1時間撹拌を続行した。次にアクリル酸ブチル86g、フェニルトリメトキシシラン133g、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1.3gの混合液とジエチルアクリルアミド137g、アクリル酸3g、反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化社製、固形分25質量%水溶液)13g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、イオン交換水1900gの混合液を、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下した。さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却し、100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を10.0質量%に調整し、数平均粒子径20nmの重合体粒子水分散体(B−4)を得た。
27%エタノール水溶液634gに、重合体粒子(B)として合成例2で合成した重合体粒子水分散体(B−2)86g、金属酸化物(A)として平均粒子径5nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスOXS」、日産化学工業(株)製、固形分10質量%)99g、水素結合性官能基を有する増粘剤(C)としてPVA235(クラレ製、ポリビニルアルコール)5%水溶液171g、加水分解性珪素化合物(D)としてテトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製)11gを混合及び攪拌し、コーティング組成物(E−1)を得た。得られたコーティング組成物(E−1)の固形分濃度(C0)は3質量%、粘度(V0)は7.9cpであった。得られたコーティング組成物の溶媒を揮発させ、固形分濃度(C1)を5質量%にすると、粘度(V1)は17.2cpとなり、下記式から特定変化量(Y/X)は18.8となった。
特定変化量=[{log(V1)×100/log(V0)}−100]/(C1−C0)… (1)
式(1)中、C0は、変化前のコーティング組成物の総量に対する、変化前の固形分濃度(質量%)を表し、C1は、変化後のコーティング組成物の総量に対する、変化後の固形分濃度(質量%)を表す。また、V0は、変化前のコーティング組成物の粘度(cp)を表し、V1は、変化後のコーティング組成物の粘度(cp)を表す。
27%エタノール水溶液614gに、重合体粒子(B)として合成例2で合成した重合体粒子水分散体(B−2)113g、金属酸化物(A)として平均粒子径5nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスOXS」、日産化学工業(株)製、固形分10質量%)102g、水素結合性官能基を有する増粘剤(C)としてPVA235(クラレ製、ポリビニルアルコール)5%水溶液171gを混合及び攪拌し、コーティング組成物(E−2)を得た。得られたコーティング組成物(E−2)の固形分濃度(C0)は3質量%、粘度(V0)は7.2cpであった。得られたコーティング組成物の溶媒を揮発させ、固形分濃度(C1)を5質量%にすると、粘度(V1)は19.1cpとなり、Y/Xは24.7となった。
27%エタノール水溶液644gに、重合体粒子(B)として合成例2で合成した重合体粒子水分散体(B−2)93g、金属酸化物(A)として平均粒子径5nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスOXS」、日産化学工業(株)製、固形分10質量%)75g、水素結合性官能基を有する増粘剤(C)としてPVA235(クラレ製、ポリビニルアルコール)5%水溶液171g、加水分解性珪素化合物(D)としてテトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製)17gを混合及び攪拌し、コーティング組成物(E−3)を得た。得られたコーティング組成物(E−3)の固形分濃度(C0)は3質量%、粘度(V0)は7.6cpであった。得られたコーティング組成物の溶媒を揮発させ、固形分濃度(C1)を5質量%にすると、粘度(V1)は18.6cpとなり、Y/Xは22.1となった。
27%エタノール水溶液663gに、重合体粒子(B)として合成例2で合成した重合体粒子水分散体(B−2)107g、金属酸化物(A)として平均粒子径5nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスOXS」、日産化学工業(株)製、固形分10質量%)32g、水素結合性官能基を有する増粘剤(C)としてPVA235(クラレ製、ポリビニルアルコール)5%水溶液171g、加水分解性珪素化合物(D)としてテトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製)27gを混合及び攪拌し、コーティング組成物(E−4)を得た。得られたコーティング組成物(E−4)の固形分濃度(C0)は3質量%、粘度(V0)は8.0cpであった。得られたコーティング組成物の溶媒を揮発させ、固形分濃度(C1)を5質量%にすると、粘度(V1)は23.2cpとなり、Y/Xは25.6となった。
十点平均高さRzが20μmである、表面凹凸構造を有するテクスチャーガラス基材に実施例4で得られたコーティング組成物(E−4)をロールコーターで平均膜厚が100nmとなるように塗布した後、100℃で5分間乾燥させ、さらに700℃で3分間熱処理を行い、反射防止層を有する試験板を得た。
十点平均高さRzが80μmである、表面凹凸構造を有するテクスチャーガラス基材に実施例4で得られたコーティング組成物(E−4)をロールコーターで平均膜厚が100nmとなるように塗布した後、100℃で5分間乾燥させ、さらに700℃で3分間熱処理を行い、反射防止層を有する試験板を得た。
27%エタノール水溶液628gに、重合体粒子(B)として合成例2で合成した重合体粒子水分散体(B−2)145g、金属酸化物(A)として平均粒子径5nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスOXS」、日産化学工業(株)製、固形分10質量%)44g、水素結合性官能基を有する増粘剤(C)としてPVP(和光純薬製、ポリビニルピロリドンK90)5%水溶液17g、加水分解性珪素化合物(D)としてテトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製)36gを混合及び攪拌し、コーティング組成物(E−5)を得た。得られたコーティング組成物(E−5)の固形分濃度(C0)は3質量%、粘度(V0)は6.5cpであった。得られたコーティング組成物の溶媒を揮発させ、固形分濃度(C1)を5質量%にすると、粘度(V1)は15.6cpとなり、Y/Xは23.4となった。
27%エタノール水溶液646gに、重合体粒子(B)として合成例3で合成した重合体粒子水分散体(B−3)97g、金属酸化物(A)として平均粒子径5nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスOXS」、日産化学工業(株)製、固形分10質量%)68g、水素結合性官能基を有する増粘剤(C)としてPVA235(クラレ製、ポリビニルアルコール)5%水溶液171g、加水分解性珪素化合物(D)としてテトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製)17gを混合及び攪拌し、コーティング組成物(E−6)を得た。得られたコーティング組成物(E−6)の固形分重量%(C0)は3%、粘度(V0)は7.8cpであった。得られたコーティング組成物の溶媒を揮発させ、固形分濃度(C1)を5%にすると、粘度(V1)は35.3cpとなり、Y/Xは36.7となった。
27%エタノール水溶液649gに、重合体粒子(B)として合成例3で合成した重合体粒子水分散体(B−3)107g、金属酸化物(A)として平均粒子径5nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスOXS」、日産化学工業(株)製、固形分10質量%)54g、水素結合性官能基を有する増粘剤(C)としてPVA235(クラレ製、ポリビニルアルコール)5%水溶液171g、加水分解性珪素化合物(D)としてテトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製)19gを混合及び攪拌し、コーティング組成物(E−7)を得た。得られたコーティング組成物(E−7)の固形分濃度(C0)は3質量%、粘度(V0)は7.9cpであった。得られたコーティング組成物の溶媒を揮発させ、固形分濃度(C1)を5質量%にすると、粘度(V1)は29.8cpとなり、Y/Xは32.1となった。
27%エタノール水溶液655gに、重合体粒子(B)として合成例3で合成した重合体粒子水分散体(B−3)126g、金属酸化物(A)として平均粒子径5nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスOXS」、日産化学工業(株)製、固形分10質量%)25g、水素結合性官能基を有する増粘剤(C)としてPVA235(クラレ製、ポリビニルアルコール)5%水溶液171g、加水分解性珪素化合物(D)としてテトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製)22gを混合及び攪拌し、コーティング組成物(E−8)を得た。得られたコーティング組成物(E−8)の固形分重量%(C0)は3%、粘度(V0)は7.6cpであった。得られたコーティング組成物の溶媒を揮発させ、固形分濃度(C1)を5%にすると、粘度(V1)は23.4cpとなり、Y/Xは27.7となった。
27%エタノール水溶液646gに、重合体粒子(B)として合成例4で合成した重合体粒子水分散体(B−4)146g、金属酸化物(A)として平均粒子径5nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスOXS」、日産化学工業(株)製、固形分10質量%)68g、水素結合性官能基を有する増粘剤(C)としてPVA235(クラレ製、ポリビニルアルコール)5%水溶液171g、加水分解性珪素化合物(D)としてテトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製)17gを混合及び攪拌し、コーティング組成物(E−9)を得た。得られたコーティング組成物(E−9)の固形分濃度(C0)は3質量%、粘度(V0)は7.8cpであった。得られたコーティング組成物の溶媒を揮発させ、固形分濃度(C1)を5質量%にすると、粘度(V1)は46.2cpとなり、Y/Xは43.3となった。
27%エタノール水溶液634gに、重合体粒子(B)として合成例1で合成した重合体粒子水分散体(B−1)151g、金属酸化物(A)として平均粒子径5nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスOXS」、日産化学工業(株)製、固形分10質量%)99g、水素結合性官能基を有する増粘剤(C)としてPVA235(クラレ製、ポリビニルアルコール)5%水溶液171g、加水分解性珪素化合物(D)としてテトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製)11gを混合及び攪拌し、コーティング組成物(E−10)を得た。得られたコーティング組成物(E−10)の固形分濃度(C0)は3質量%、粘度(V0)は7.7cpであった。得られたコーティング組成物の溶媒を揮発させ、固形分濃度(C1)を5質量%にすると、粘度(V1)は12.3cpとなり、Y/Xは11.5となった。
27%エタノール水溶液646gに、重合体粒子(B)として合成例1で合成した重合体粒子水分散体(B−1)97g、金属酸化物(A)として平均粒子径5nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスOXS」、日産化学工業(株)製、固形分10質量%)68g、水素結合性官能基を有する増粘剤(C)としてPVA235(クラレ製、ポリビニルアルコール)5%水溶液171g、加水分解性珪素化合物(D)としてテトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製)17gを混合及び攪拌し、コーティング組成物(E−11)を得た。得られたコーティング組成物(E−11)の固形分濃度(C0)は3質量%、粘度(V0)は7.5cpであった。得られたコーティング組成物の溶媒を揮発させ、固形分濃度(C1)を5質量%にすると、粘度(V1)は15.6cpとなり、Y/Xは18.2となった。
27%エタノール水溶液680gに、重合体粒子(B)として合成例2で合成した重合体粒子水分散体(B−2)107g、金属酸化物(A)として平均粒子径5nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスOXS」、日産化学工業(株)製、固形分10質量%)5g、水素結合性官能基を有する増粘剤(C)としてPVA235(クラレ製、ポリビニルアルコール)5%水溶液171g、加水分解性珪素化合物(D)としてテトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製)36gを混合及び攪拌し、コーティング組成物(E−12)を得た。得られたコーティング組成物(E−12)の固形分濃度(C0)は3質量%、粘度(V0)は7.1cpであった。得られたコーティング組成物の溶媒を揮発させ、固形分濃度(C1)を5質量%にすると、粘度(V1)は15.2cpとなり、Y/Xは19.4となった。
27%エタノール水溶液744gに、重合体粒子(B)として合成例2で合成した重合体粒子水分散体(B−2)136g、金属酸化物(A)として平均粒子径5nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスOXS」、日産化学工業(株)製、固形分10質量%)95g、加水分解性珪素化合物(D)としてテトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製)24gを混合及び攪拌し、コーティング組成物(E−13)を得た。得られたコーティング組成物(E−13)の固形分濃度(C0)は3質量%、粘度(V0)は3.1cpであった。得られたコーティング組成物の溶媒を揮発させ、固形分濃度(C1)を5質量%にすると、粘度(V1)は3.5cpとなり、Y/Xは5.4となった。
27%エタノール水溶液591gに、重合体粒子(B)として合成例4で合成した重合体粒子水分散体(B−4)76g、金属酸化物(A)として平均粒子径5nmの水分散コロイダルシリカ(商品名「スノーテックスOXS」、日産化学工業(株)製、固形分10質量%)53g、水素結合性官能基を有する増粘剤(C)としてPVP(和光純薬製、ポリビニルピロリドンK90)5%水溶液267g、加水分解性珪素化合物(D)としてテトラエトキシシラン(信越化学工業(株)製)14gを混合及び攪拌し、コーティング組成物(E−14)を得た。得られたコーティング組成物(E−14)の固形分濃度(C0)は3質量%、粘度(V0)は12.3cpであった。得られたコーティング組成物の溶媒を揮発させ、固形分濃度(C1)を5質量%にすると、粘度(V1)は158cpとなり、Y/Xは50.9となった。
Claims (11)
- 金属酸化物と、重合体粒子と、水素結合性官能基を有する増粘剤とを含む、コーティング組成物であって、
前記コーティング組成物の固形分濃度を変化させたときにおいて、下記式(1)から求められる特定変化量が、10以上50以下である、コーティング組成物。
特定変化量=[{log(V1)×100/log(V0)}−100]/(C1−C0)… (1)
(式(1)中、C0は、変化前のコーティング組成物の総量に対する、変化前の固形分濃度(質量%)を表し、C1は、変化後のコーティング組成物の総量に対する、変化後の固形分濃度(質量%)を表す。また、V0は、変化前のコーティング組成物の粘度(cp)を表し、V1は、変化後のコーティング組成物の粘度(cp)を表す。) - 加水分解性珪素化合物をさらに含む、請求項1に記載のコーティング組成物。
- 前記重合体粒子は、水及び乳化剤の存在下で、加水分解性珪素化合物と、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体と、を重合して得られる重合体粒子を含む、請求項1又は2に記載のコーティング組成物。
- 前記重合体粒子の数平均粒子径が、5.0nm以上80nm以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のコーティング組成物。
- 前記重合体粒子に対する前記金属酸化物の質量比が、0.1/1以上1/1以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のコーティング組成物。
- 前記コーティング組成物は、該コーティング組成物の固形分質量に対して、前記増粘剤を0.1質量%以上70質量%以下含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載のコーティング組成物。
- 基材と、該基材の少なくとも一方の表面に配される、請求項1〜5のいずれか1項に記載のコーティング組成物を含む反射防止層と、を備える、反射防止膜。
- 前記反射防止層は、前記基材上に前記コーティング組成物を塗布及び乾燥させた後に、400℃以上1000℃以下で熱処理して得られる層である、請求項7に記載の反射防止膜。
- 前記基材表面の十点平均高さが、1.0μm以上1000μm以下である、請求項7又は8に記載の反射防止膜。
- 前記基材表面の十点平均高さが、10μm以上150μm以下である、請求項7〜9のいずれか1項に記載の反射防止膜。
- 基材の少なくとも一方の表面に、請求項1〜6のいずれか1項に記載のコーティング組成物を塗布及び乾燥させる塗布工程と、
400℃〜1000℃で熱処理して反射防止層を得る熱処理工程と、を有する、反射防止膜の製造方法。
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-
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