JP2017048346A - Coating liquid for forming transparent film, method for producing coating liquid for forming transparent film, base material with transparent film and method for producing base material with transparent film - Google Patents

Coating liquid for forming transparent film, method for producing coating liquid for forming transparent film, base material with transparent film and method for producing base material with transparent film Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating liquid for forming a transparent film that hardly causes cracks after coating the base material.SOLUTION: The coating material for forming a transparent film is produced by dissolving or dispersing (A) an organic compound capable of forming a chelate with a metal alkoxide, (B) at least either one of a hexafunctional silane compound represented by the general formula (2) as given below and a hydrolyzed condensate thereof and (C) at least either one of a metal alkoxide represented by the general formula (3) as given below and a hydrolyzed condensate thereof in a mixed solvent including an organic solvent. The molar ratio (M1)/(M3) of the mol number (M1) of the component (A) to the mol number (M3) of the component (C) is in the range of not less than 0.25 to less than 2 and the molar ratio (M2)/(M3) of the mol number (M2) of the component (B) to the mol number (M3) of the component (C) is in the range of not less than 0.5 to not more than 8. (the general formulae (2) and (3) are as described in the specification.)SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、タッチパネル等の表示素子の分野で用いられる透明被膜形成用塗布液、透明被膜形成用塗布液の製造方法、透明被膜付基材、および透明被膜付基材の製造方法に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a coating solution for forming a transparent film, a method for producing a coating solution for forming a transparent film, a substrate with a transparent film, and a method for producing a substrate with a transparent film, which are used in the field of display elements such as touch panels.

従来、タッチパネル等の表示素子においてITO(Indium Tin Oxide)配線パターンが視認され、表示性を低下させるという問題があった。そこで、屈折率整合(Index Matching)により配線パターン見えにくくする技術が提案されている。例えば、スパッタ等により高屈折率薄膜層(IM層)を導入する技術が知られている。一方、比較的安価で耐久性の高い無機系塗布液材料による透明性被膜によりIM層を形成したいというニーズもある。   Conventionally, an ITO (Indium Tin Oxide) wiring pattern is visually recognized in a display element such as a touch panel, and there has been a problem that display properties are deteriorated. In view of this, a technique has been proposed in which the wiring pattern is not easily seen by index matching. For example, a technique for introducing a high refractive index thin film layer (IM layer) by sputtering or the like is known. On the other hand, there is a need to form an IM layer with a transparent film made of a relatively inexpensive and highly durable inorganic coating liquid material.

また、タッチパネル等の表示素子では、一般に樹脂材料のコーティングによって金属配線等の被覆がなされる。しかし、無機系塗布液材料がこのような樹脂上に塗布された場合はクラックが発生しやすく、場合によっては表示素子の不良の原因となるという問題があった。   Further, in a display element such as a touch panel, a metal wiring or the like is generally covered with a resin material coating. However, when the inorganic coating liquid material is coated on such a resin, cracks are likely to occur, and there is a problem that the display element may be defective in some cases.

また、タッチパネル等の表示素子に用いられる被膜は、搬送工程における傷つき防止の観点から硬度が求められる他、金属等の配線をパターニングする際に用いられるエッチング液への耐薬品性も求められる。さらに、タッチパネル等の表示素子に用いられる被膜は、周辺部材への影響から、300℃以下で焼成することも要求されている。   Moreover, the film used for a display element such as a touch panel is required to have hardness from the viewpoint of preventing scratches in the transport process, and also to have chemical resistance to an etching solution used when patterning a wiring such as metal. Furthermore, the coating film used for a display element such as a touch panel is required to be fired at 300 ° C. or lower because of the influence on the peripheral members.

これに対し、アセチルアセトナートキレート化合物と、シラン化合物と、シリコン以外の金属アルコキシドを含む塗布液を用いると、乾燥時あるいは乾燥後に紫外線照射することによって比較的低温で硬化し、耐久性に優れた透明セラミックス被膜を形成できることが知られている(特許文献1参照)。また、メチルトリメトキシシラン(MTMS)等に例示される金属アルコキシドと、硝酸アルミニウム九水和物等に例示される金属塩と、析出防止剤等とを含む塗布液を用いると、電極のパターンが目立つことが抑制され、高い強度を有し、樹脂上に塗布された場合でもクラックの発生を防止できるコート膜を形成できることが知られている(特許文献2参照)。   On the other hand, when a coating solution containing an acetylacetonate chelate compound, a silane compound, and a metal alkoxide other than silicon is used, it cures at a relatively low temperature by irradiation with ultraviolet rays during drying or after drying, and has excellent durability. It is known that a transparent ceramic film can be formed (see Patent Document 1). Moreover, when a coating solution containing a metal alkoxide exemplified by methyltrimethoxysilane (MTMS) or the like, a metal salt exemplified by aluminum nitrate nonahydrate, and a precipitation inhibitor is used, the pattern of the electrode is changed. It is known that it is possible to form a coating film that is suppressed from being noticeable, has high strength, and can prevent cracks even when applied on a resin (see Patent Document 2).

特開平2−48403号公報JP-A-2-48403 WO2012/099253WO2012 / 099253

一方、特許文献1に開示された塗布液では、比較的低温で硬化する透明被膜を提供できるものの、例えば、下地が樹脂の場合にはクラックの発生を抑えることがやや困難であるという問題が生じる。また、透明被膜の硬度や耐薬品性についても必ずしも十分とはいえない。また、特許文献2に開示された塗布液では、非結合性官能基をもつMTMS等に例示される金属アルコキシドを用いるため、低温で焼成した場合、被膜の架橋度が比較的低くなり、耐薬品性が十分ではない。   On the other hand, the coating liquid disclosed in Patent Document 1 can provide a transparent film that cures at a relatively low temperature. However, for example, when the base is a resin, it is somewhat difficult to suppress the occurrence of cracks. . Further, the hardness and chemical resistance of the transparent film are not always sufficient. In addition, since the coating liquid disclosed in Patent Document 2 uses a metal alkoxide exemplified by MTMS having a non-bonding functional group, when baked at a low temperature, the degree of cross-linking of the coating becomes relatively low, and chemical resistance Sex is not enough.

本発明は、基材に塗布した後に十分な硬度を有するとともにクラックを生じにくく、さらに耐薬品性にも優れる透明被膜形成用塗布液、透明被膜形成用塗布液の製造方法、透明被膜付基材、および透明被膜付基材の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention relates to a coating solution for forming a transparent film, which has sufficient hardness after being applied to a substrate, is resistant to cracking, and is excellent in chemical resistance, a method for producing a coating solution for forming a transparent film, and a substrate with a transparent film And a method for producing a substrate with a transparent coating.

本発明者らは、上記問題点を解消すべく鋭意検討した結果、
金属アルコキシドとキレート形成可能な有機化合物と特定の6官能シラン化合物と金属アルコキシド(ただし、シリコンアルコキシドを除く)とが水および有機溶媒からなる混合溶媒中に溶解又は分散した塗布液を用いると、十分な硬度を有するとともにクラックを生じにくく、さらに耐薬品性にも優れる透明被膜が得られることを見いだした。本発明はこの知見をもとに完成されたものである。
すなわち、本発明は、以下のような、透明被膜形成用塗布液、透明被膜形成用塗布液の製造方法、透明被膜付基材、および透明被膜付基材の製造方法を提供するものである。
また、本発明は、透明被膜形成用塗布液に高屈折率粒子を配合することなく、高屈折率(屈折率1.3〜2.3)な透明被膜を形成できる透明被膜形成用塗布液を提供するものである。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors,
It is sufficient to use a coating solution in which an organic compound capable of chelating with a metal alkoxide, a specific hexafunctional silane compound, and a metal alkoxide (excluding silicon alkoxide) are dissolved or dispersed in a mixed solvent composed of water and an organic solvent. It has been found that a transparent film having a high hardness, hardly cracking, and excellent in chemical resistance can be obtained. The present invention has been completed based on this finding.
That is, the present invention provides the following coating solution for forming a transparent coating, a method for producing a coating solution for forming a transparent coating, a substrate with a transparent coating, and a method for producing a substrate with a transparent coating.
In addition, the present invention provides a coating liquid for forming a transparent film that can form a transparent film having a high refractive index (refractive index: 1.3 to 2.3) without blending high refractive index particles in the coating liquid for forming a transparent film. It is to provide.

〔1〕金属アルコキシドとキレート形成可能な有機化合物(A)と、下記一般式(2)で表される6官能シラン化合物およびその加水分解縮合物のうち少なくともいずれか(B)と、下記一般式(3)で表される金属アルコキシドおよびその加水分解縮合物のうち少なくともいずれか(C)とを、水および有機溶媒を含む混合溶媒中に溶解又は分散してなり、前記A成分のモル数(M1)と前記C成分のモル数(M3)のモル比(M1)/(M3)が0.25以上2未満の範囲にあり、前記B成分のモル数(M2)と前記C成分のモル数(M3)のモル比(M2)/(M3)が0.5以上8以下の範囲にあることを特徴とする透明被膜形成用塗布液。 [1] An organic compound (A) capable of forming a chelate with a metal alkoxide, at least one of a hexafunctional silane compound represented by the following general formula (2) and a hydrolysis-condensation product thereof (B), and the following general formula At least one of the metal alkoxide represented by (3) and its hydrolysis condensate (C) is dissolved or dispersed in a mixed solvent containing water and an organic solvent, and the number of moles of the component A ( The molar ratio (M1) / (M3) of M1) to the number of moles of the C component (M3) is in the range of 0.25 or more and less than 2, the number of moles of the B component (M2) and the number of moles of the C component A coating liquid for forming a transparent film, wherein the molar ratio (M2) / (M3) of (M3) is in the range of 0.5 to 8.

Figure 2017048346
(Rは炭素数2〜6のアルキレン基である。R〜Rは炭素数1から8までの非置換又は置換アルコキシ基、非置換又は置換アリールオキシ基、ビニルオキシ基、水酸基、水素原子、およびハロゲン原子のいずれかであり、同一であってもよく、異なっていてもよい。)
M(OR10 (3)
(Mは、Be、Al、P、Sc、Ti、V、Cr、Fe、Ni、Zn、Ga、Ge、As、Se、Y、Zr、Nb、In、Sn、Sb、Te、Hf、Ta、W、Pb、B、Bi、Ce、およびCuから選ばれた1種の元素であり、R10は炭素数1から10までの非置換又は置換アルキル基である。nはMの原子価と同じ整数である。)
Figure 2017048346
(R 3 is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. R 4 to R 9 are unsubstituted or substituted alkoxy groups having 1 to 8 carbon atoms, unsubstituted or substituted aryloxy groups, vinyloxy groups, hydroxyl groups, and hydrogen atoms. And a halogen atom, which may be the same or different.)
M (OR 10 ) n (3)
(M is Be, Al, P, Sc, Ti, V, Cr, Fe, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Y, Zr, Nb, In, Sn, Sb, Te, Hf, Ta, One element selected from W, Pb, B, Bi, Ce, and Cu, R 10 is an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and n is the same as the valence of M (It is an integer.)

〔2〕当該透明被膜形成用塗布液において、前記B成分に由来するSiO換算濃度(C2)が0.005〜12質量%の範囲にあり、前記C成分に由来するMO換算濃度(C3)が0.02〜14質量%の範囲にあり、前記C2と前記C3の合計(CT)が0.1〜15質量%の範囲にあることを特徴とする上記〔1〕に記載の透明被膜形成用塗布液。
〔3〕さらに下記一般式(4)で表される4官能シラン化合物およびその加水分解縮合物のうち少なくともいずれか(D)を含み、前記B成分のモル数(M2)に対する前記D成分のモル数(M4)のモル比(M4)/(M2)の値が0.01以上0.5以下の範囲にあることを特徴とする上記〔1〕又は〔2〕に記載の透明被膜形成用塗布液。
Si(R11) (4)
(R11は炭素数1から8までの非置換又は置換アルコシキ基、非置換又は置換アリールオキシ基、ビニルオキシ基、水酸基、水素原子、およびハロゲン原子のいずれかであり、同一であってもよく、異なっていてもよい。)
[2] In the coating liquid for forming a transparent film, the SiO 2 equivalent concentration (C2) derived from the B component is in the range of 0.005 to 12% by mass, and the MO X equivalent concentration (C3 derived from the C component) ) Is in the range of 0.02 to 14% by mass, and the total (CT) of the C2 and C3 is in the range of 0.1 to 15% by mass. Coating liquid for forming.
[3] Furthermore, it contains at least one of the tetrafunctional silane compound represented by the following general formula (4) and its hydrolysis condensate (D), and the mole of the component D relative to the number of moles (M2) of the component B The coating for forming a transparent film according to [1] or [2] above, wherein the molar ratio (M4) / (M2) of the number (M4) is in the range of 0.01 to 0.5. liquid.
Si (R 11 ) 4 (4)
(R 11 is any one of an unsubstituted or substituted alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an unsubstituted or substituted aryloxy group, a vinyloxy group, a hydroxyl group, a hydrogen atom, and a halogen atom, and may be the same, May be different.)

〔4〕当該透明被膜形成用塗布液において、前記B成分に由来するSiO換算濃度(C2)が0.005〜12質量%であり、前記C成分に由来するMO換算濃度(C3)が0.02〜14質量%であり、前記D成分に由来するSiO換算濃度(C4)が0〜12質量%であり、前記C2、前記C3および前記C4の合計(CT)が0.1〜15質量%であることを特徴とする上記〔3〕に記載の透明被膜形成用塗布液。 [4] In the coating liquid for forming a transparent film, the SiO 2 equivalent concentration (C2) derived from the B component is 0.005 to 12% by mass, and the MO X equivalent concentration (C3) derived from the C component is a 0.02 to 14 wt%, the SiO 2 concentration in terms derived from the D component (C4) is 0 to 12 wt%, the C2, total (CT) is 0.1 of the C3 and the C4 The coating liquid for forming a transparent film as described in [3] above, which is 15% by mass.

〔5〕前記有機溶媒の沸点が120℃以上であり、20℃における粘度が1〜400mPa・sの範囲にあることを特徴とする上記〔1〕から〔4〕までのいずれかに記載の透明被膜形成用塗布液。 [5] The transparency according to any one of [1] to [4] above, wherein the boiling point of the organic solvent is 120 ° C. or higher, and the viscosity at 20 ° C. is in the range of 1 to 400 mPa · s. Coating liquid for film formation.

〔6〕以下の予備工程1、予備工程2、および本工程を実施することを特徴とする上記〔1〕から〔5〕までのいずれかに記載の透明被膜形成用塗布液の製造方法。
予備工程1:前記有機溶媒と、前記水と、前記B成分(前記一般式(2)で表される6官能シラン化合物)と、加水分解触媒とを配合し、6官能シラン溶液を調製する工程(ただし、前記B成分の配合量は、予備工程2における前記C成分金属1モルに対し0.5モル以上8モル以下の範囲である。)
予備工程2:前記有機溶媒と、前記A成分と、前記C成分(前記一般式(3)で表される金属アルコキシド)とを配合して金属アルコキシド溶液を調製する工程(ただし、前記A成分の配合量は、前記C成分金属1モルに対し、0.25モル以上2モル未満の範囲である。)
本工程:前記予備工程1で得られた前記6官能シラン溶液に、前記予備工程2で得られた前記金属アルコキシド溶液を添加し、次いで水を添加し、5℃以上40℃以下の温度で撹拌混合する工程
[6] The method for producing a coating liquid for forming a transparent film according to any one of [1] to [5], wherein the following preliminary step 1, preliminary step 2, and this step are performed.
Preliminary step 1: a step of preparing a hexafunctional silane solution by blending the organic solvent, the water, the component B (hexafunctional silane compound represented by the general formula (2)), and a hydrolysis catalyst. (However, the blending amount of the B component is in the range of 0.5 mol or more and 8 mol or less with respect to 1 mol of the C component metal in the preliminary step 2.)
Preliminary step 2: a step of blending the organic solvent, the component A, and the component C (metal alkoxide represented by the general formula (3)) to prepare a metal alkoxide solution (however, the component A The blending amount is in the range of 0.25 mol or more and less than 2 mol with respect to 1 mol of the C component metal.
This step: Add the metal alkoxide solution obtained in the preliminary step 2 to the hexafunctional silane solution obtained in the preliminary step 1, then add water, and stir at a temperature of 5 ° C. to 40 ° C. Mixing process

〔7〕加水分解および縮合後における前記B成分の重量平均分子量(ポリスチレン換算)が、300以上3000以下の範囲であることを特徴とする上記〔6〕に記載の透明被膜形成用塗布液の製造方法。 [7] The production of the coating liquid for forming a transparent film as described in [6] above, wherein the weight average molecular weight (polystyrene conversion) of the component B after hydrolysis and condensation is in the range of 300 to 3000. Method.

〔8〕前記予備工程1において、さらに上記〔3〕におけるD成分(前記一般式(4)で表される4官能シラン化合物)を添加し、前記B成分のモル数(M2)に対する前記D成分のモル数(M4)のモル比(M4)/(M2)が、0.01以上0.5以下の範囲であることを特徴とする上記〔6〕又は〔7〕に記載の透明被膜形成用塗布液の製造方法。 [8] In the preliminary step 1, the component D in the above [3] (a tetrafunctional silane compound represented by the general formula (4)) is further added, and the component D relative to the number of moles (M2) of the component B The above-mentioned [6] or [7], wherein the molar ratio (M4) / (M2) of the number of moles (M4) is from 0.01 to 0.5. Manufacturing method of coating liquid.

〔9〕前記本工程において、前記B成分と前記C成分との共加水分解および縮合反応を行うことを特徴とする上記〔6〕又は〔7〕に記載の透明被膜形成用塗布液の製造方法。 [9] The method for producing a coating liquid for forming a transparent film according to the above [6] or [7], wherein in this step, co-hydrolysis and condensation reaction of the B component and the C component are performed. .

〔10〕前記本工程において、前記B成分、前記C成分、および前記D成分の共加水分解および縮合反応を行うことを特徴とする上記〔8〕に記載の透明被膜形成用塗布液の製造方法。 [10] The method for producing a coating liquid for forming a transparent film according to the above [8], wherein in the step, the B component, the C component, and the D component are cohydrolyzed and condensed. .

〔11〕上記〔1〕から〔5〕までのいずれかに記載の透明被膜形成用塗布液を基材に塗布してなることを特徴とする透明被膜付基材。
〔12〕前記透明被膜の平均膜厚が20nm以上200nm以下であることを特徴とする上記〔11〕に記載の透明被膜付基材。
[11] A substrate with a transparent coating, which is obtained by applying the transparent coating-forming coating solution according to any one of [1] to [5] to a substrate.
[12] The transparent film-coated substrate according to [11], wherein the transparent film has an average film thickness of 20 nm to 200 nm.

〔13〕以下の成膜工程1から成膜工程4までを実施することを特徴とする上記〔11〕又は〔12〕に記載の透明被膜付基材の製造方法。
成膜工程1:前記透明被膜形成用塗布液を基材に塗布する工程
成膜工程2:前記成膜工程1に続き、前記基材を80℃以上150℃以下で加熱し乾燥する工程
成膜工程3:前記成膜工程2に続き、前記基材上に形成された塗布膜に対し紫外線を照射する工程
成膜工程4:前記成膜工程3に続き、前記基材上に形成された塗布膜を80℃以上300℃以下で加熱する工程
[13] The method for producing a substrate with a transparent coating according to the above [11] or [12], wherein the following film forming process 1 to film forming process 4 are performed.
Film-forming process 1: A process of applying the coating liquid for forming a transparent film to a substrate Film-forming process 2: A process of heating and drying the substrate at 80 ° C. to 150 ° C. following the film-forming process 1 Step 3: Following the film forming step 2, a step of irradiating the coating film formed on the substrate with ultraviolet rays Film forming step 4: Following the film forming step 3, the coating formed on the substrate Heating the film at 80 ° C. or higher and 300 ° C. or lower

〔14〕前記紫外線が波長254nmの紫外線と波長365nmの紫外線のうち少なくともいずれかを含んでいることを特徴とする上記〔13〕に記載の透明被膜付基材の製造方法。 [14] The method for producing a substrate with a transparent coating according to [13], wherein the ultraviolet ray includes at least one of an ultraviolet ray having a wavelength of 254 nm and an ultraviolet ray having a wavelength of 365 nm.

本発明によれば、基材に塗布した後に十分な硬度を有するとともにクラックを生じにくく、さらに耐薬品性にも優れる透明被膜形成用塗布液、透明被膜形成用塗布液の製造方法、透明被膜付基材、および透明被膜付基材の製造方法を提供することができる。
更に詳しくは、本発明の透明被膜形成用塗布液は、UV処理および80〜300℃という比較的低温での加熱処理により充分な硬度と耐擦傷性等を示し、高屈折率(屈折率1.3〜2.3)を示す透明被膜を形成することができる。
本発明の透明被膜付基材の製造方法によれば、耐熱性に劣る基材に対しても充分な硬度と耐擦傷性等を示す透明被膜を形成することができる。
本発明の透明被膜付基材は、液晶表示装置の透明電極基板と配向膜との間に用いる絶縁膜、タッチパネルの透明電極上の保護膜等に好適に用いることができる。
According to the present invention, a coating solution for forming a transparent film that has sufficient hardness after being applied to a substrate, is resistant to cracking, and has excellent chemical resistance, a method for producing a coating solution for forming a transparent film, and a transparent film The base material and the manufacturing method of a base material with a transparent film can be provided.
More specifically, the coating liquid for forming a transparent film of the present invention exhibits sufficient hardness and scratch resistance by UV treatment and heat treatment at a relatively low temperature of 80 to 300 ° C., and has a high refractive index (refractive index of 1. A transparent film showing 3 to 2.3) can be formed.
According to the method for producing a substrate with a transparent film of the present invention, it is possible to form a transparent film exhibiting sufficient hardness and scratch resistance even for a substrate having poor heat resistance.
The substrate with a transparent coating of the present invention can be suitably used for an insulating film used between a transparent electrode substrate of a liquid crystal display device and an alignment film, a protective film on a transparent electrode of a touch panel, and the like.

以下に、本発明の透明被膜形成用塗布液、透明被膜形成用塗布液の製造方法、透明被膜付基材、および透明被膜付基材の製造方法について、一実施形態を詳細に説明する。   Below, one embodiment is described in detail about the manufacturing method of the coating liquid for transparent film formation of the present invention, the manufacturing method of the coating liquid for transparent film formation, the substrate with a transparent film, and the substrate with a transparent film.

〔透明被膜形成用塗布液〕
本実施形態における透明被膜形成用塗布液(以下、単に「本塗布液」ともいう。)は、金属アルコキシドとキレート形成可能な有機化合物(A)と、上記一般式(2)で表される6官能シラン化合物およびその加水分解縮合物のうち少なくともいずれか(B)と、上記一般式(3)で表される金属アルコキシドおよびその加水分解縮合物のうち少なくともいずれか(C)とを、水および有機溶媒を含む混合溶媒中に溶解又は分散してなるものである。
[Transparent coating solution]
The coating solution for forming a transparent film in the present embodiment (hereinafter also simply referred to as “the present coating solution”) is represented by the organic compound (A) capable of chelating with a metal alkoxide and the general formula (2). At least one of the functional silane compound and its hydrolysis condensate (B), at least one of the metal alkoxide represented by the general formula (3) and its hydrolysis condensate (C), water and It is formed by dissolving or dispersing in a mixed solvent containing an organic solvent.

<A成分>
本塗布液におけるA成分は、金属アルコキシドとキレート形成可能な有機化合物である。
金属アルコキシドとキレート形成可能な有機化合物としては、例えば、アセチルアセトン、トリフルオルアセチルアセトン、ヘキサフルオルアセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、ベンゾイルトリフルオルアセトン、ジベンゾイルメタン、フロイルアセトン、トリフルオルフロイルアセトン、ベンゾイルフロイルメタン、テノイルアセトン、トリフルオルテノイルアセトン、フロイルテノイルアセトン、オキシン、2−メチルオキシン、4−メチルオキシン、5−メチルオキシン、6−メチルオキシン、7−メチルオキシン、オキシン−5−スルホン酸、7−ヨードオキシン−5−スルホン酸、キノリン−2−カルボン酸、キノリン−8−カルボン酸、8−ヒドロキシシノリン、4−ヒドロキシ−1,5−ナフチリジン、8−ヒドロキシ−1,6−ナフチリジン、8−ヒドロキシ−1,7−ナフチリジン、5−ヒドロキシキノキサリン、8−ヒドロキシキナゾリン、2,2′−ビピリジン、2−(2′−チエニル)ピリジン、1,10−フェナントロリン、2−メチル−1,10−フェナントロリン、5−メチル−1,10−フェナントロリン、2,9−ジメチル−1,10−フェナントロリン、4,7−ジメチル−1,10−フェナントロリン、5−クロル−1,10−フェナントロリン、6−ブロム−1,10−フェナントロリン、5−ニトロ−1,10−フェナントロリン、5−フェニル−1,10−フェナントロリン、4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン、ジメチルグリオキシム、ジメチルグリオキシム−o−メチルエステル、ジメチルジチオカルバミン酸、ジエチルジチオカルバミン酸、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミン、1−ニトロソ−2−ナフトール、2−ニトロソ−1−ナフトール、3−ヒドロキシフラボン、5−ヒドロキシフラボン、1−(2−ピリジルアゾ)−2−ナフトール、4−(2−ピリジルアゾ)レゾルシン、2−(4′−ジメチルアミノフェニルアゾ)ピリジン、エリオクロムブラックA、エリオクロムブラックT、エリオクロムブルーブラックB、エリオクロムブルーブラックR、フタレインコンプレクソン、アルカノールアミン、およびヒドロキシ酸等を挙げることができる。
<A component>
The component A in the coating solution is an organic compound that can form a chelate with a metal alkoxide.
Examples of organic compounds capable of chelating with metal alkoxides include acetylacetone, trifluoroacetylacetone, hexafluoroacetylacetone, benzoylacetone, benzoyltrifluoroacetone, dibenzoylmethane, furoylacetone, trifluorofuroylacetone, benzoylfuroylmethane. , Thenoylacetone, trifluorothenoylacetone, furoylthenoylacetone, oxine, 2-methyloxine, 4-methyloxine, 5-methyloxine, 6-methyloxine, 7-methyloxine, oxine-5-sulfonic acid, 7 Iodooxin-5-sulfonic acid, quinoline-2-carboxylic acid, quinoline-8-carboxylic acid, 8-hydroxycinoline, 4-hydroxy-1,5-naphthyridine, 8-hydroxy- , 6-naphthyridine, 8-hydroxy-1,7-naphthyridine, 5-hydroxyquinoxaline, 8-hydroxyquinazoline, 2,2'-bipyridine, 2- (2'-thienyl) pyridine, 1,10-phenanthroline, 2- Methyl-1,10-phenanthroline, 5-methyl-1,10-phenanthroline, 2,9-dimethyl-1,10-phenanthroline, 4,7-dimethyl-1,10-phenanthroline, 5-chloro-1,10- Phenanthroline, 6-bromo-1,10-phenanthroline, 5-nitro-1,10-phenanthroline, 5-phenyl-1,10-phenanthroline, 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline, dimethylglyoxime, dimethylglycol Oxime-o-methyl ester, dimethyldithiocarbamine Diethyldithiocarbamic acid, N-nitrosophenylhydroxylamine, 1-nitroso-2-naphthol, 2-nitroso-1-naphthol, 3-hydroxyflavone, 5-hydroxyflavone, 1- (2-pyridylazo) -2-naphthol, 4- (2-pyridylazo) resorcin, 2- (4'-dimethylaminophenylazo) pyridine, Eriochrome Black A, Eriochrome Black T, Eriochrome Blue Black B, Eriochrome Blue Black R, Phthalein Complexone, Alkanol Examples include amines and hydroxy acids.

A成分としては下記一般式(1)で表されるカルボニル基を2個以上有するカルボニル化合物が特に好適である。

Figure 2017048346
As the component A, a carbonyl compound having two or more carbonyl groups represented by the following general formula (1) is particularly suitable.
Figure 2017048346

上記式(1)において、Rは炭素数1〜10の有機基である。Rは炭素数1〜10の有機基又は水酸基である。
としては、例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基、フェニル基、フリル基、チエニル基、トリフルオロメチル基 、メトキシ基、およびエトキシ基等を挙げることが
できる。Rとしては、特にメチル基、エチル基、およびエトキシ基が好ましい。
のうち有機基としては、例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基、フェニル基、フリル基、チエニル基、トリフルオロ基、メトキシ基、およびエトキシ基等を挙げることができる。
A成分としては、1種を用いてもよく任意の2種以上を混合して用いてもよいが、キレート剤としての効果の観点よりアセチルアセトンを用いることが特に好ましい。
In the above formula (1), R 1 is an organic group having 1 to 10 carbon atoms. R 2 is an organic group having 1 to 10 carbon atoms or a hydroxyl group.
Examples of R 1 include a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, a phenyl group, a furyl group, a thienyl group, a trifluoromethyl group, a methoxy group, and an ethoxy group. R 1 is particularly preferably a methyl group, an ethyl group, or an ethoxy group.
Examples of the organic group in R 2 include a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, a phenyl group, a furyl group, a thienyl group, a trifluoro group, a methoxy group, and an ethoxy group.
As the component A, one type may be used, or two or more types may be mixed and used, but acetylacetone is particularly preferable from the viewpoint of the effect as a chelating agent.

<B成分>
本塗布液におけるB成分は、下記の一般式(2)で表される6官能シラン化合物およびその加水分解縮合物の少なくともいずれかである。本塗布液では、B成分を配合することにより、塗布膜の耐クラック性が向上するととともに、耐薬品性や絶縁性も向上する。
<B component>
The B component in the coating solution is at least one of a hexafunctional silane compound represented by the following general formula (2) and a hydrolysis-condensation product thereof. In the present coating solution, by adding the component B, the crack resistance of the coating film is improved, and the chemical resistance and the insulation are also improved.

Figure 2017048346
Figure 2017048346

ここで、Rは炭素数2〜6のアルキレン基である。また、R〜Rは炭素数1から8までの非置換又は置換アルコキシ基、非置換又は置換アリールオキシ基、ビニルオキシ基、水酸基、水素原子、およびハロゲン原子のいずれかであり、同一であってもよく、異なっていてもよい。
このような6官能シラン化合物としては、例えば、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン((CO)−Si−C−Si(OC)、1,2−ビス(トリエトキシシリル)プロパン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)ブタン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)ペンタン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)ヘキサン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)プロパン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)ブタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)ペンタン、および1,2−ビス(トリメトキシシリル)ヘキサンなどが好適に挙げられる。これらは1種を用いてもよく任意の2種以上を混合して用いてもよい。Rがあまり長鎖になると十分な硬度を得るのが困難となるおそれもあるので、アルキレン基としては、炭素数2以上6以下のものが好ましい。またR〜Rが互いに異なると加水分解速度に違いが生じ、均一な反応が起こりにくくなる。それ故、B成分としては、(CO)−Si−C−Si(OCを用いることが好ましい。
また、加水分解縮合後におけるB成分の重量平均分子量(ポリスチレン換算)は、300以上3000以下の範囲であることが耐クラック性の観点より好ましい。ここで、重量平均分子量は、GPC(Gel Permeation Chromatography)により求められる。
Here, R 3 is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. R 4 to R 9 are any one of an unsubstituted or substituted alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an unsubstituted or substituted aryloxy group, a vinyloxy group, a hydroxyl group, a hydrogen atom, and a halogen atom, and are the same. It may be different.
Examples of such hexafunctional silane compounds include 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane ((C 2 H 5 O) 3 —Si—C 2 H 4 —Si (OC 2 H 5 ) 3 ), 1,2-bis (triethoxysilyl) propane, 1,2-bis (triethoxysilyl) butane, 1,2-bis (triethoxysilyl) pentane, 1,2-bis (triethoxysilyl) hexane, 2-bis (trimethoxysilyl) ethane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) propane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) butane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) pentane, and 1,2 -Bis (trimethoxysilyl) hexane is preferred. These may use 1 type and may mix and use arbitrary 2 or more types. If R 3 is too long, it may be difficult to obtain sufficient hardness. Therefore, an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms is preferable. In addition, when R 4 to R 9 are different from each other, a difference in hydrolysis rate occurs, and a uniform reaction hardly occurs. Therefore, as the B component, it is preferred to use (C 2 H 5 O) 3 -Si-C 2 H 4 -Si (OC 2 H 5) 3.
Moreover, it is preferable from a crack-resistant viewpoint that the weight average molecular weights (polystyrene conversion) of B component after hydrolysis condensation are the range of 300-3000. Here, the weight average molecular weight is determined by GPC (Gel Permeation Chromatography).

前記したとおり、本塗布液では、B成分(6官能シラン化合物)を配合することにより、塗布膜(透明被膜)の耐クラック性が向上する。これは6官能シラン化合物の有する有機基(アルキレン基)の存在が、透明被膜に可撓性を付与し、さらに透明被膜が形成される基材(有機材料)との濡れ性を向上させることによるものといえる。また、前記有機基が成膜工程における紫外線照射により、一部又は全部が分解する場合でも、応力集中を緩和する方向に働くため、これも耐クラック性の向上に寄与するものといえる。また、MTMS(メチルトリメトキシシラン)等の置換アルキル基を持つシラン化合物と異なり、透明被膜の架橋度を低下させることなく、緻密とできるため、耐薬品性が向上する。
さらに、本発明の透明被膜形成用塗布液の製造方法においては、B成分(6官能シラン化合物)をオリゴマー化(重量平均分子量(ポリスチレン換算)300以上3000以下)させてからC成分(金属アルコキシドおよびその加水分解縮合物のうち少なくともいずれか)と共加水分解縮合することが望ましく、このようにして得られた共加水分解縮合物は緻密であり、耐クラック性に優れる。
As described above, in this coating solution, the crack resistance of the coating film (transparent coating) is improved by blending the component B (hexafunctional silane compound). This is because the presence of the organic group (alkylene group) of the hexafunctional silane compound imparts flexibility to the transparent film and further improves the wettability with the substrate (organic material) on which the transparent film is formed. It can be said that. In addition, even when part or all of the organic group is decomposed by ultraviolet irradiation in the film forming process, the organic group works in a direction to relieve stress concentration, which can also be said to contribute to improvement of crack resistance. In addition, unlike a silane compound having a substituted alkyl group such as MTMS (methyltrimethoxysilane), chemical resistance is improved because it can be made dense without reducing the degree of crosslinking of the transparent film.
Furthermore, in the method for producing a coating liquid for forming a transparent film of the present invention, the B component (hexafunctional silane compound) is oligomerized (weight average molecular weight (polystyrene conversion) 300 to 3000) and then the C component (metal alkoxide and It is desirable to cohydrolyze and condense with at least one of the hydrolyzed condensates. The cohydrolyzed condensate thus obtained is dense and has excellent crack resistance.

<C成分>
本塗布液におけるC成分は、下記一般式(3)で表される金属アルコキシドおよびその加水分解縮合物の少なくともいずれかである。
M(OR10 (3)
ここで、R10は炭素数1から10までの非置換又は置換アルキル基である。Mは金属元素であり、同一であってもよく、異なっていてもよい。nはMの原子価と同じ整数である。
ここで、金属元素MとしてSi以外の金属元素が選択される。具体的には、金属元素Mは、Be、Al、P、Sc、Ti、V、Cr、Fe、Ni、Zn、Ga、Ge、As、Se、Y、Zr、Nb、In、Sn、Sb、Te、Hf、Ta、W、Pb、B、Bi、CeおよびCuから選ばれる少なくとも1種の元素のアルコキシドが用いられる。
<C component>
The C component in the coating solution is at least one of a metal alkoxide represented by the following general formula (3) and a hydrolysis condensate thereof.
M (OR 10 ) n (3)
Here, R 10 is an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. M is a metal element and may be the same or different. n is the same integer as the valence of M.
Here, a metal element other than Si is selected as the metal element M. Specifically, the metal element M includes Be, Al, P, Sc, Ti, V, Cr, Fe, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Y, Zr, Nb, In, Sn, Sb, An alkoxide of at least one element selected from Te, Hf, Ta, W, Pb, B, Bi, Ce and Cu is used.

C成分としての金属アルコキシドとしては、例えば、アルミニウムトリメトキシド、アルミニウムトリエトキシド、アルミニウムトリプロポキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリn−ブトキシド、アルミニウムトリイソブトキシド、アルミニウムトリt−ブトキシド、アルミニウムトリペンチルオキシド、アルミニウムトリヘキシルオキシド、アルミニウムトリオクチルオキシド、アルミニウムトリベンジルオキシド、アルミニウムトリフェノキシド、アルミニウムトリメトキシエトキシド、アルミニウムトリメトキシエトキシエトキシド、アルミニウムトリメトキシプロポキシド、チタニウムテトラメトキシド、チタニウムテトラエトキシド、チタニウムテトラプロポキシド、チタニウムテトライソプロポキシド、チタニウムテトラメトキシエトキシド、チタンテトラブトキシド、ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウムテトラエトキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテトラメトキシエトキシド、ジルコニアブトキシド、ニオビウムペンタエトキシド、インジウムトリメトキシド、インジウムトリエトキシド、インジウムトリプロポキシド、インジウムトリイソプロポキシド、インジウムトリn−ブトキシド、インジウムトリイソブトキシド、インジウムトリt−ブトキシド、インジウムトリペンチルオキシド、インジウムトリヘキシルオキシド、インジウムトリオクチルオキシド、インジウムトリベンジルオキシド、インジウムトリフェノキシド、インジウムトリメトキシエトキシド、インジウムトリメトキシエトキシエトキシド、インジウムトリメトキシプロポキシド、アンチモニートリメトキシド、アンチモニートリエトキシド、アンチモニートリプロポキシド、アンチモニートリイソプロポキシド、アンチモニートリn−ブトキシド、およびアンチモニートリイソブトキシド等が好ましく挙げられる。これらは1種を用いてもよく任意の2種以上を混合して用いてもよいが、加水分解速度が適当で、入手が容易である観点よりチタニウムテトライソプロポキシドを用いることが好ましい。   Examples of the metal alkoxide as the C component include aluminum trimethoxide, aluminum triethoxide, aluminum tripropoxide, aluminum triisopropoxide, aluminum tri-n-butoxide, aluminum triisobutoxide, aluminum tri-t-butoxide, aluminum Tripentyl oxide, aluminum trihexyl oxide, aluminum trioctyl oxide, aluminum tribenzyl oxide, aluminum triphenoxide, aluminum trimethoxy ethoxide, aluminum trimethoxy ethoxy ethoxide, aluminum trimethoxy propoxide, titanium tetramethoxide, titanium tetraethoxy , Titanium tetrapropoxide, titanium tetraisopropoxide Titanium tetramethoxyethoxide, titanium tetrabutoxide, zirconium tetramethoxide, zirconium tetraethoxide, zirconium tetrapropoxide, zirconium tetraisopropoxide, zirconium tetramethoxyethoxide, zirconia butoxide, niobium pentaethoxide, indium trimethoxide, Indium triethoxide, indium tripropoxide, indium triisopropoxide, indium tri-n-butoxide, indium triisobutoxide, indium tri-t-butoxide, indium tripentyl oxide, indium trihexyl oxide, indium trioctyl oxide, indium trioctyl oxide Benzyl oxide, indium triphenoxide, indium trimethoxyethoxy , Indium trimethoxyethoxy ethoxide, indium trimethoxy propoxide, antimony trimethoxide, antimony triethoxide, antimony tripropoxide, antimony triisopropoxide, antimony tri-n-butoxide, antimony triisobutoxide and the like are preferable. It is done. These may be used alone or in admixture of two or more, but it is preferable to use titanium tetraisopropoxide from the viewpoint that the hydrolysis rate is appropriate and availability is easy.

<混合溶媒>
本塗布液における混合溶媒としては、水および有機溶媒の混合溶媒が用いられる。混合される有機溶媒のうち少なくとも1種は、沸点が120℃以上であることが好ましい。ただし、沸点が300℃以下であると好ましい。また、20℃における有機溶媒の粘度が1〜400mPa・sの範囲にあることが好ましく、20〜350mPa・sの範囲にあることがより好ましい。
有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、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、エチレングリコール、ヘキシレングリコール等のアルコール類、酢酸メチルエステル、酢酸エチルエステル等のエステル類、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、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、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、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プロピルエーテル等のエーテル類、アセトン、およびメチルエチルケトン等のケトン類等が好ましく挙げられる。これらは1種を用いてもよく任意の2種以上を混合して用いてもよい。
なお、本塗布液における当該有機溶媒としては、前記成分(A)金属アルコキシドとキレート形成可能な有機化合物は除外される。
<Mixed solvent>
As a mixed solvent in this coating solution, a mixed solvent of water and an organic solvent is used. At least one of the organic solvents to be mixed preferably has a boiling point of 120 ° C. or higher. However, the boiling point is preferably 300 ° C. or lower. The viscosity of the organic solvent at 20 ° C. is preferably in the range of 1 to 400 mPa · s, and more preferably in the range of 20 to 350 mPa · s.
Examples of the organic solvent include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, diacetone alcohol, furfuryl alcohol, alcohols such as ethylene glycol and hexylene glycol, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, diethyl ether, Preferred are ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone. Can be mentioned. These may use 1 type and may mix and use arbitrary 2 or more types.
In addition, as the said organic solvent in this coating liquid, the organic compound which can chelate with the said component (A) metal alkoxide is excluded.

<D成分>
また、本塗布液には、D成分として、下記一般式(4)で表される4官能シラン化合物およびその加水分解縮合物のうち少なくともいずれかをさらに配合してもよい。
Si(R11) (4)
ここで、R11は炭素数1から8までの非置換又は置換アルコキシ基、非置換又は置換アリールオキシ基、ビニルオキシ基、水酸基、水素原子、およびハロゲン原子のいずれかであり、同一であってもよく、異なっていてもよい。
炭素数1から8までの非置換アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、およびブトキシ基等を挙げることができる。同じく置換アルコキシ基としては、前記した非置換アルコキシ基の水素原子をメチル基、エチル基等に置き換えてなる基を挙げることができる。アリールオキシ基としては、フェノキシ基、およびナフチルオキシ基等を挙げることができる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子等を挙げることができる。
<D component>
Moreover, you may further mix | blend at least any one among the tetrafunctional silane compound represented by following General formula (4), and its hydrolysis condensate as D component in this coating liquid.
Si (R 11 ) 4 (4)
Here, R 11 is any one of an unsubstituted or substituted alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an unsubstituted or substituted aryloxy group, a vinyloxy group, a hydroxyl group, a hydrogen atom, and a halogen atom. Well, it can be different.
Examples of the unsubstituted alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, an isopropoxy group, and a butoxy group. Similarly, examples of the substituted alkoxy group include groups in which the hydrogen atom of the aforementioned unsubstituted alkoxy group is replaced with a methyl group, an ethyl group, or the like. Examples of the aryloxy group include a phenoxy group and a naphthyloxy group. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

D成分をさらに配合することで、塗布膜の硬度をさらに向上させることが可能となる。
D成分の4官能シラン化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシランテトラクロロシラン、およびトリメトキシシラン等が挙げられる。D成分としてはテトラエトキシシランが特に好ましい。
D成分は、1種のみを用いてもよいし、任意に2種以上を混合して用いてもよい。
By further blending component D, the hardness of the coating film can be further improved.
Examples of the D-functional tetrafunctional silane compound include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetrabutoxysilane tetrachlorosilane, and trimethoxysilane. As the component D, tetraethoxysilane is particularly preferable.
Only 1 type may be used for D component and it may mix and use 2 or more types arbitrarily.

<本塗布液における各成分の配合割合>
本塗布液においては、A成分のモル数(M1)と前記C成分のモル数(M3)のモル比(M1)/(M3)が0.25以上2未満の範囲にあることが必要であり、0.5以上1以下の範囲にあることが好ましい。ここで、A成分やC成分が加水分解した場合であっても、M1やM2は、加水分解前の構造を基準とした値である。
モル比(M1)/(M3)が2以上であると、C成分におけるOR10部の大半に、A成分が配位することになり、B成分とC成分との反応が抑制されるおそれあり、このため、膜硬化時に−M−O−Si−の架橋を形成しにくくなり、得られる透明被膜の硬度が不十分となるおそれがある。また、透明被膜に残存するA成分の量が増加し、膜の表面抵抗値等といった電気的特性が経時的に変化し、信頼性が低下するおそれもある。
また、モル比(M1)/(M3)が0.25未満の場合、C成分の反応の進行が過大となるため、塗布液中での加水分解縮合物の安定性が悪くなり、塗布液寿命が短くなるため、得られる透明被膜の耐クラック性に悪影響を及ぼすおそれがある。
<Combination ratio of each component in the coating solution>
In this coating solution, it is necessary that the molar ratio (M1) / (M3) of the number of moles of component A (M1) to the number of moles of component C (M3) is in the range of 0.25 or more and less than 2. , Preferably in the range of 0.5 to 1 inclusive. Here, even when the A component and the C component are hydrolyzed, M1 and M2 are values based on the structure before hydrolysis.
When the molar ratio (M1) / (M3) is 2 or more, the A component is coordinated to most of 10 parts of the OR in the C component, and the reaction between the B component and the C component may be suppressed. For this reason, it is difficult to form a —MO—Si— crosslink during film curing, and the resulting transparent film may have insufficient hardness. In addition, the amount of the A component remaining in the transparent film increases, and electrical characteristics such as the surface resistance value of the film change over time, which may reduce reliability.
In addition, when the molar ratio (M1) / (M3) is less than 0.25, the progress of the reaction of the component C becomes excessive, so that the stability of the hydrolyzed condensate in the coating solution is deteriorated, and the coating solution life is increased. , The crack resistance of the transparent coating obtained may be adversely affected.

また、前記B成分に由来するSiO換算濃度(C2)は0.005〜12質量%であることが好ましく、0.01〜8質量%であることがより好ましい。前記濃度(C2)が0.005質量%以上であると、加水分解反応がより円滑に進み、透明被膜を形成した場合に、耐クラック性を十分に高くすることができる。また、前記濃度(C2)が12質量%以下であると、加水分解反応が過剰に進むこともなく、安定した塗布液を得ることができる。 Further, SiO 2 concentration in terms derived from the B component (C2) is preferably from 0.005 to 12 wt%, and more preferably from 0.01 to 8 wt%. When the concentration (C2) is 0.005% by mass or more, the hydrolysis reaction proceeds more smoothly, and the crack resistance can be sufficiently increased when a transparent film is formed. When the concentration (C2) is 12% by mass or less, the hydrolysis reaction does not proceed excessively, and a stable coating solution can be obtained.

前記C成分に由来するSiO換算濃度(C3)は0.02〜14質量%であることが好ましく、0.04〜9.5質量%であることがより好ましい。前記濃度(C3)が0.02質量%以上であると、加水分解反応がより円滑に進み、透明被膜を形成した場合に耐クラック性を十分に高くすることができる。また、前記濃度(C3)が14質量%以下であると、加水分解反応が過剰に進むこともなく、安定した塗布液を得ることができる。 The SiO 2 equivalent concentration (C3) derived from the component C is preferably 0.02 to 14% by mass, and more preferably 0.04 to 9.5% by mass. When the concentration (C3) is 0.02% by mass or more, the hydrolysis reaction proceeds more smoothly, and the crack resistance can be sufficiently increased when a transparent film is formed. When the concentration (C3) is 14% by mass or less, the hydrolysis reaction does not proceed excessively, and a stable coating solution can be obtained.

前記B成分のモル数(M2)と前記C成分のモル数(M3)とのモル比(M2)/(M3)は0.5以上8以下の範囲にあることが必要であり、0.6以上7.5以下の範囲にあることが好ましい。ここで、B成分やC成分が加水分解した場合であっても、(M2)や(M3)は、加水分解前の構造を基準とした値である。
前記モル比(M2)/(M3)が0.5未満であると、塗布液の安定性が低下し、塗布液寿命も短くなるため、得られる透明被膜の膜厚、屈折率、硬度等といった特性が一定して得られない場合があり、さらには耐クラック性が低下するおそれもある。
前記モル比(M2)/(M3)が8を超えると、得られる透明被膜の硬度が不十分となり、やはり耐クラック性が低下するおそれがある。
The molar ratio (M2) / (M3) between the number of moles of the component B (M2) and the number of moles of the component C (M3) must be in the range of 0.5 to 8, and 0.6 It is preferable to be in the range of 7.5 or less. Here, even when the B component and the C component are hydrolyzed, (M2) and (M3) are values based on the structure before hydrolysis.
If the molar ratio (M2) / (M3) is less than 0.5, the stability of the coating solution is lowered and the life of the coating solution is shortened. The characteristics may not be obtained constantly, and the crack resistance may be reduced.
When the molar ratio (M2) / (M3) exceeds 8, the resulting transparent film has insufficient hardness, and the crack resistance may be lowered.

本塗布液において、C2とC3の合計値であるCT(全固形分濃度)は0.1〜15質量%の範囲にあることが好ましく、0.2〜10質量%の範囲にあることがより好ましい。全固形分濃度(CT)が0.1質量%以上であると、通常の塗布条件で得られる膜厚を十分に厚くすることができ、本発明の効果を発現するための膜厚を得るために繰り返し塗布する必要性も少なくなる。CT(全固形分濃度)が15質量%以下であると、通常の塗布条件で得られる膜厚を適当な厚さに制御でき、クラックの発生を抑制することが容易となる。また、塗布液の安定性も十分となるため、経時的な粘度の上昇を抑制でき、得られる透明被膜の膜厚、屈折率、硬度等といった特性が安定的に得られる。   In this coating solution, CT (total solid content concentration) which is the total value of C2 and C3 is preferably in the range of 0.1 to 15% by mass, and more preferably in the range of 0.2 to 10% by mass. preferable. When the total solid content (CT) is 0.1% by mass or more, the film thickness obtained under normal coating conditions can be sufficiently increased, and the film thickness for achieving the effects of the present invention can be obtained. The need for repeated application is also reduced. When the CT (total solid content concentration) is 15% by mass or less, the film thickness obtained under normal coating conditions can be controlled to an appropriate thickness, and the occurrence of cracks can be easily suppressed. In addition, since the stability of the coating solution is sufficient, an increase in viscosity with time can be suppressed, and characteristics such as the film thickness, refractive index, and hardness of the obtained transparent coating can be stably obtained.

B成分のモル数(M2)に対するD成分のモル数(M4)のモル比(M4)/(M2)の値は、0.01以上1以下の範囲にあることが好ましく、さらに好ましくは、0.01以上0.5以下の範囲である。モル比(M4)/(M2)が0.01以上であると膜の硬度が向上して好ましく、1以下であると耐クラック性の低下を起こしにくく好ましい。
ここで、B成分やD成分が加水分解した場合であっても、(M2)や(M4)は、加水分解前の構造を基準とした値である。
The molar ratio (M4) / (M2) of the number of moles of component D (M4) to the number of moles of component B (M2) is preferably in the range of 0.01 to 1, more preferably 0. The range is from .01 to 0.5. When the molar ratio (M4) / (M2) is 0.01 or more, the hardness of the film is improved, and when it is 1 or less, crack resistance is hardly lowered.
Here, even when the B component and the D component are hydrolyzed, (M2) and (M4) are values based on the structure before hydrolysis.

本塗布液においては、前記B成分の一部と、前記C成分の一部とは共加水分解縮合していてもよい。つまり、本塗布液は、前記一般式(2)で表される6官能シラン化合物およびその加水分解縮合物の一部と、前記一般式(3)で表される金属アルコキシドおよびその加水分解縮合物の一部との共加水分解縮合物を含有してもよい。
また、本塗布液が、さらに前記D成分を含有する場合、前記一般式(2)で表される6官能シラン化合物およびその加水分解縮合物の一部と、前記一般式(3)で表される金属アルコキシドおよびその加水分解縮合物の一部と、前記一般式(4)で表される4官能シラン化合物およびその加水分解縮合物の一部との共加水分解縮合物を含有しても構わない。
In the present coating solution, a part of the B component and a part of the C component may be cohydrolyzed and condensed. That is, the present coating solution includes a part of the hexafunctional silane compound represented by the general formula (2) and the hydrolysis condensate thereof, the metal alkoxide represented by the general formula (3) and the hydrolysis condensate thereof. A co-hydrolysis condensate with a part of may be contained.
Further, when the coating solution further contains the component D, it is represented by the hexafunctional silane compound represented by the general formula (2) and a part of the hydrolysis condensate thereof, and the general formula (3). A co-hydrolysis condensate of a part of the metal alkoxide and the hydrolysis condensate thereof with a part of the tetrafunctional silane compound represented by the general formula (4) and the hydrolysis condensate thereof. Absent.

本塗布液には、後述する本塗布液の製造工程に由来して、加水分解用触媒が0.2質量%程度残留することがある。このような加水分解触媒としては、代表的には硝酸などを挙げることができる。本塗布液の適用用途に応じて、所望により加水分解触媒を除去することができる。このような操作として、例えば、イオン交換、中和、蒸留などを挙げることができる。
なお、本発明の透明被膜形成用塗布液には、その効果を阻害しない範囲で、任意成分を添加させることができる。このような任意成分の例としては、無機酸化物微粒子、有機樹脂微粒子、オルガノポリシロキサン樹脂微粒子、顔料、着色料、帯電防止剤、および界面活性剤などが挙げられる。
About 0.2% by mass of the catalyst for hydrolysis may remain in the coating solution due to the manufacturing process of the coating solution described later. A typical example of such a hydrolysis catalyst is nitric acid. Depending on the application of the coating solution, the hydrolysis catalyst can be removed as desired. Examples of such operations include ion exchange, neutralization, and distillation.
In addition, arbitrary components can be added to the coating liquid for forming a transparent film of the present invention as long as the effect is not impaired. Examples of such optional components include inorganic oxide fine particles, organic resin fine particles, organopolysiloxane resin fine particles, pigments, colorants, antistatic agents, and surfactants.

〔本塗布液の製造方法〕
本塗布液の製造方法は、下記の予備工程1、予備工程2および本工程を含むことを特徴とする。
予備工程1:前記有機溶媒と、前記水と、前記B成分(一般式(2)で表される6官能シラン化合物)と、加水分解触媒とを配合して6官能シラン溶液を調製する工程(ただし、前記B成分の配合量は、予備工程2における前記C成分金属1モルに対し、0.5モル以上8モル以下の範囲である。)
(本願では、予備工程1で調製した、6官能シラン化合物およびその加水分解縮合物のうち少なくともいずれかを含む溶液を「6官能シラン溶液」と称する。)
予備工程2:前記有機溶媒と、前記A成分と、前記C成分(一般式(3)で表される金属アルコキシド)とを配合して金属アルコキシド溶液を調製する工程(ただし、前記A成分は、前記C成分金属1モルに対し、0.25モル以上2モル未満の範囲である。)
(本願では、予備工程2で調製した、金属アルコキシドおよびその加水分解縮合物のうち少なくともいずれかを含む溶液を「金属アルコキシド溶液」と称する。)
本工程:前記予備工程1で得られた前記6官能シラン溶液に、前記予備工程2で得られた前記金属アルコキシド溶液を添加し、次いで水を添加し、5℃以上40℃以下の温度で撹拌混合する工程
[Production method of this coating solution]
The manufacturing method of this coating liquid is characterized by including the following preliminary | backup process 1, preliminary | backup process 2, and this process.
Preliminary step 1: a step of preparing a hexafunctional silane solution by blending the organic solvent, the water, the component B (hexafunctional silane compound represented by the general formula (2)), and a hydrolysis catalyst ( However, the blending amount of the B component is in the range of 0.5 mol or more and 8 mol or less with respect to 1 mol of the C component metal in the preliminary step 2.)
(In the present application, the solution containing at least one of the hexafunctional silane compound and its hydrolysis condensate prepared in the preliminary step 1 is referred to as a “hexafunctional silane solution”.)
Preliminary step 2: a step of preparing a metal alkoxide solution by blending the organic solvent, the component A and the component C (metal alkoxide represented by the general formula (3)) (however, the component A is (The range is from 0.25 mol to less than 2 mol with respect to 1 mol of the C component metal.)
(In this application, the solution containing at least one of the metal alkoxide and its hydrolysis condensate prepared in the preliminary step 2 is referred to as “metal alkoxide solution”.)
This step: Add the metal alkoxide solution obtained in the preliminary step 2 to the hexafunctional silane solution obtained in the preliminary step 1, then add water, and stir at a temperature of 5 ° C. to 40 ° C. Mixing process

上記した各工程について以下に好ましい実施態様を詳しく説明する。
<予備工程1>
予備工程1では、有機溶媒中で水および加水分解用媒の存在下、B成分である6官能シラン化合物について加水分解縮合を進行させ、6官能シラン化合物の加水分解縮合物が混合溶媒に分散してなる6官能シラン溶液を調製する。
加水分解触媒としては、従来公知の触媒を使用することができ、その例としては、(a)硝酸、酢酸、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、フッ化水素などの無機酸、(b)シュウ酸、マレイン酸などのカルボン酸、(c)メタンスルフォン酸などのスルホン酸、および(d)酸性或いは弱酸性の無機塩などを例示することができるがこれらに限定されるものではない。また、これらの触媒を任意に複数種混合使用してもよい。
加水分解触媒の量は、B成分の6官能シラン化合物に対して0.001〜1モル%(SiO換算、外割)の範囲内であることが好ましい。
A preferable embodiment will be described in detail below for each of the steps described above.
<Preliminary process 1>
In the preliminary step 1, hydrolysis condensation is allowed to proceed with respect to the hexafunctional silane compound as the B component in the presence of water and a hydrolysis medium in an organic solvent, and the hydrolysis condensation product of the hexafunctional silane compound is dispersed in the mixed solvent. A hexafunctional silane solution is prepared.
As the hydrolysis catalyst, a conventionally known catalyst can be used. Examples thereof include (a) inorganic acids such as nitric acid, acetic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, and hydrogen fluoride; Examples thereof include, but are not limited to, acids, carboxylic acids such as maleic acid, (c) sulfonic acids such as methanesulfonic acid, and (d) acidic or weakly acidic inorganic salts. Moreover, you may use these catalysts in mixture of multiple types arbitrarily.
The amount of the hydrolysis catalyst is preferably in the range of 0.001 to 1 mol% (in terms of SiO 2 , outer percentage) with respect to the B-functional hexafunctional silane compound.

水の使用量は、B成分の6官能シラン化合物1モルに対し、0.5〜4モル(SiO換算、外割)の範囲が好ましい。このモル比の範囲であれば、B成分の6官能シラン化合物の加水分解を効果的に進める点で有効である。なお、水の使用量は、より好ましくは1〜3モルの範囲である。
B成分の混合溶媒における量は、加水分解縮合が進行できる程度であれば、格別に限定されるものではないが、0.01〜8質量%(SiO換算)の範囲が好ましい。
予備工程1では、通常は有機溶媒に水、加水分解用触媒、B成分(前記一般式(2)で表される6官能シラン化合物)を添加し、5〜40℃で5〜120分の撹拌を行い、6官能シラン溶液を調製する。
なお、D成分をさらに配合する場合は、この予備工程1において配合する。好ましい配合量は上記した通りである。
The amount of water used is preferably in the range of 0.5 to 4 mol (in terms of SiO 2 , outer percentage) with respect to 1 mol of the hexafunctional silane compound of component B. Within this molar ratio range, it is effective in that the hydrolysis of the B-functional hexafunctional silane compound is effectively advanced. The amount of water used is more preferably in the range of 1 to 3 mol.
The amount of the component B in the mixed solvent is not particularly limited as long as hydrolysis condensation can proceed, but a range of 0.01 to 8% by mass (in terms of SiO 2 ) is preferable.
In the preliminary step 1, water, a catalyst for hydrolysis, and a component B (hexafunctional silane compound represented by the general formula (2)) are usually added to an organic solvent, and the mixture is stirred at 5 to 40 ° C. for 5 to 120 minutes. To prepare a hexafunctional silane solution.
In addition, when mix | blending D component further, it mix | blends in this preliminary process 1. A preferable blending amount is as described above.

<予備工程2>
予備工程2では、有機溶媒にA成分とC成分(一般式(3)で表される金属アルコキシド)を添加し、撹拌することにより金属アルコキシドやその加水分解縮合物を含む金属アルコキシド溶液を調製する。好ましい有機溶媒は上記した通りである。また、A成分やC成分(一般式(3)で表される金属アルコキシド)の例としては、上記した各化合物を好適に挙げることができる。
予備工程2におけるC成分のモル数(M3)に対するA成分のモル数(M1)のモル比(M1)/(M3)は、0.25以上2未満の範囲にあることが必要である。予備工程2において、A成分はC成分のアルコキシ基に配位するが、モル比(M1)/(M3)が0.25以上、2未満の範囲にあれば、A成分が有するキレート配位基に配位されない金属アルコキシドが残存するので、C成分の反応性を制御する点で好ましい。なお、モル比(M1)/(M3)は、0.5以上1以下の範囲がより好ましい。
モル比(M1)/(M3)が2以上の場合、金属アルコキシドのアルコキシ基に対する配位が進行しすぎるので、金属アルコキシドの安定化が過大となり、6官能シラン等との共加水分解縮合にも影響し、透明被膜形成用塗布液の低温硬化(80〜300℃)にも適さなくなるおそれがある。
予備工程2におけるC成分のMO換算濃度は0.04〜9.5質量%の範囲が好ましい。
予備工程2で調製される金属アルコキシド溶液は、A成分が配位した金属アルコキシドやその加水分解縮合物を含んでいる。
<Preliminary process 2>
In the preliminary step 2, a component A and a component C (metal alkoxide represented by the general formula (3)) are added to an organic solvent and stirred to prepare a metal alkoxide solution containing the metal alkoxide and its hydrolysis condensate. . Preferred organic solvents are as described above. Moreover, as an example of A component and C component (metal alkoxide represented by General formula (3)), each above-mentioned compound can be mentioned suitably.
The molar ratio (M1) / (M3) of the number of moles of component A (M1) to the number of moles of component C (M3) in preliminary step 2 needs to be in the range of 0.25 or more and less than 2. In Preliminary Step 2, the A component is coordinated to the alkoxy group of the C component. If the molar ratio (M1) / (M3) is in the range of 0.25 or more and less than 2, the chelate coordinating group possessed by the A component. Since the metal alkoxide which is not coordinated to the remaining remains, it is preferable in terms of controlling the reactivity of the C component. The molar ratio (M1) / (M3) is more preferably in the range of 0.5 to 1.
When the molar ratio (M1) / (M3) is 2 or more, the coordination of the metal alkoxide to the alkoxy group proceeds excessively, so that the stabilization of the metal alkoxide becomes excessive, and the co-hydrolysis condensation with the hexafunctional silane or the like also occurs. It may be unsuitable for low-temperature curing (80 to 300 ° C.) of the coating liquid for forming a transparent film.
The MO X equivalent concentration of the C component in the preliminary step 2 is preferably in the range of 0.04 to 9.5% by mass.
The metal alkoxide solution prepared in the preliminary step 2 contains a metal alkoxide coordinated with the component A and a hydrolysis condensate thereof.

〔本工程〕
予備工程1で調製した6官能シラン溶液に、予備工程2で調製した金属アルコキシド溶液を添加し、続いて水を添加し、5〜40℃で撹拌混合し、本塗布液を調製する。
ここで、B成分のモル数(M2)とC成分のモル数(M3)は、モル比(M2)/(M3)が0.5以上8以下の範囲を満たすことが好ましい。モル比(M2)/(M3)がこの範囲にあると、共加水分解反応が円滑に進むからである。
上記した水の添加により、6官能シランの加水分解縮合物と金属アルコキシドおよび/又はその加水分解縮合物との共加水分解縮合反応が促進されるので、緻密な透明被膜を得るうえで好ましい。
[This process]
The metal alkoxide solution prepared in Preliminary Step 2 is added to the hexafunctional silane solution prepared in Preliminary Step 1, and then water is added, followed by stirring and mixing at 5 to 40 ° C. to prepare this coating solution.
Here, it is preferable that the molar ratio (M2) / (M3) satisfies the range of 0.5 to 8 in terms of the number of moles of component B (M2) and the number of moles of component C (M3). This is because when the molar ratio (M2) / (M3) is within this range, the cohydrolysis reaction proceeds smoothly.
The addition of water described above is preferable for obtaining a dense transparent film because the co-hydrolysis condensation reaction between the hydrolysis condensate of hexafunctional silane and the metal alkoxide and / or its hydrolysis condensate is promoted.

〔透明被膜付基材の製造方法〕
本実施形態に係る透明被膜付基材の製造方法では、以下の成膜工程1から成膜工程4までを実施することを特徴とする。
成膜工程1:本塗布液を基材に塗布する工程
成膜工程2:前記成膜工程1に続き、前記基材を80℃以上150℃以下で加熱し乾燥する工程
成膜工程3:前記成膜工程2に続き、前記基材に対し紫外線を照射する工程
成膜工程4:前記成膜工程3に続き、前記基材を80℃以上300℃以下で加熱する工程
[Method for producing substrate with transparent coating]
The method for producing a substrate with a transparent coating according to this embodiment is characterized in that the following film forming process 1 to film forming process 4 are performed.
Film formation step 1: A step of applying this coating solution to a substrate Film formation step 2: A step of heating and drying the substrate at 80 ° C. or more and 150 ° C. or less following the film formation step 1 Film formation step 3: Following the film forming step 2, the step of irradiating the substrate with ultraviolet rays Film forming step 4: Following the film forming step 3, the step of heating the substrate at 80 ° C. or higher and 300 ° C. or lower

上記した各成膜工程について以下に好ましい実施態様を詳しく説明する。
<成膜工程1>
成膜工程1では、本塗布液を基材へ塗布する。塗布方法としては、ディップ法、スピナー法、バーコート法、スプレー法、ロールコーター法、フレキソ印刷法、スリットコート法等従来公知の方法を採用することができる。前記した基材としては、例えば、ガラス、ITO膜が処理された基材、ポリカーボネート、アクリル樹脂、PET、およびTAC等の素材を用いたシート、フィルム、およびパネル等が挙げられる。
A preferred embodiment will be described in detail below for each of the film forming steps described above.
<Film formation process 1>
In the film-forming process 1, this coating liquid is apply | coated to a base material. As a coating method, conventionally known methods such as a dipping method, a spinner method, a bar coating method, a spray method, a roll coater method, a flexographic printing method, and a slit coating method can be employed. Examples of the substrate include glass, a substrate treated with an ITO film, a sheet, a film, and a panel using materials such as polycarbonate, acrylic resin, PET, and TAC.

<成膜工程2>
加熱および乾燥の温度は、基材を変質させることなく所望の強度、硬度、耐擦傷性等が得られれば特に制限はないが、80〜150℃の範囲が好ましく、90〜140℃の範囲がより好ましい。また、加熱および乾燥は、1〜10分程度かけることが好ましい。
乾燥と加熱に明確な境は無く、所望の硬度、強度等を有する透明被膜が得られれば一時に乾燥および加熱を実施してもよく、乾燥した後乾燥温度より高温で加熱してもよい。
乾燥方法や加熱方法としては従来公知の方法を採用することができる。また、電磁波照射処理を併用することもできる。
乾燥温度および加熱温度が80℃未満の場合は、溶剤の残存や、−M−O−M−、又は、−M−O−Si−の架橋不足により、十分な膜強度が得られず、加熱乾燥温度が350℃を超えると、B成分の有機基が分解し、目的の膜特性が得られなくなることがある。
<Film formation process 2>
The temperature for heating and drying is not particularly limited as long as desired strength, hardness, scratch resistance and the like can be obtained without altering the base material, but a range of 80 to 150 ° C is preferable, and a range of 90 to 140 ° C is preferable. More preferred. Heating and drying are preferably performed for about 1 to 10 minutes.
There is no clear boundary between drying and heating, and drying and heating may be performed at a time as long as a transparent film having desired hardness, strength, and the like is obtained, and after drying, heating may be performed at a temperature higher than the drying temperature.
A conventionally known method can be adopted as a drying method or a heating method. Moreover, electromagnetic wave irradiation processing can also be used together.
When the drying temperature and the heating temperature are less than 80 ° C., sufficient film strength cannot be obtained due to residual solvent and insufficient cross-linking of —M—O—M— or —M—O—Si—. When the drying temperature exceeds 350 ° C., the organic group of the component B may be decomposed and the desired film characteristics may not be obtained.

<成膜工程3>
成膜工程3では、成膜工程2に続いて、加熱乾燥した透明被膜に紫外線(UV)を照射する。例えば、2kwの高圧水銀灯を用いて3,000mJ/cmの紫外線を照射する。UV照射により、加熱乾燥した透明被膜内でA成分の脱離が生じて、透明被膜は成膜工程4で架橋しやすい状態となる。紫外線としては、波長254nmの紫外線と波長365nmの紫外線のうち少なくともいずれかを含んでいることが残留溶媒の除去や−M−O−M−、又は、−M−O−Si−の架橋を促進する観点より好ましい。特に、波長254nmの紫外線と波長365nmの紫外線の双方を含んでいることがさらに好ましい。
<Film formation process 3>
In the film forming step 3, following the film forming step 2, the heat-dried transparent film is irradiated with ultraviolet rays (UV). For example, ultraviolet rays of 3,000 mJ / cm 2 are irradiated using a 2 kw high-pressure mercury lamp. Due to the UV irradiation, the A component is desorbed in the heat-dried transparent film, and the transparent film is easily crosslinked in the film forming step 4. As the ultraviolet rays, at least one of ultraviolet rays with a wavelength of 254 nm and ultraviolet rays with a wavelength of 365 nm promotes the removal of residual solvent and the cross-linking of -MO-M- or -MO-Si-. From the viewpoint of In particular, it is more preferable that both ultraviolet rays having a wavelength of 254 nm and ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm are included.

<成膜工程4>
成膜工程3に続いて、成膜工程4として、透明被膜を80〜300℃の範囲で加熱する。この加熱により透明被膜は十分に架橋の進んだ状態となる。加熱温度が80〜300℃の範囲にあれば、例えばITO配線の抵抗変化抑制の点で有利である。なお、加熱時間は、1〜10分とすることが好ましい。
<Film formation process 4>
Subsequent to the film forming step 3, as the film forming step 4, the transparent film is heated in the range of 80 to 300 ° C. By this heating, the transparent film is sufficiently crosslinked. If the heating temperature is in the range of 80 to 300 ° C., for example, it is advantageous in terms of suppressing resistance change of the ITO wiring. The heating time is preferably 1 to 10 minutes.

〔透明被膜付基材〕
本実施形態における透明被膜付基材は、タッチパネル等の表示素子において、配線見えを抑制でき、鉛筆硬度、耐薬品性および絶縁性が高い。また、本実施形態における透明被膜形成用塗布液を用いると、塗布膜のクラックの発生がほとんど無く、比較的低温で硬化が可能である。
ここで、上記成膜工程により得られた透明被膜基材における透明被膜の平均膜厚(T)は20〜200nmの範囲にあることが好ましく、40〜150nmの範囲にあることがより好ましい。
透明被膜の平均膜厚(T)が20nm以上であると、膜厚が十分であるため成膜できない部分(塗布ムラ)が生じにくく、成膜した効果も十分に得られる。一方、透明被膜の平均膜厚(T)が200nm以下であると、クラックの発生を十分に抑制することができ、また、膜の強度や硬度も十分なものとなる。
本発明の透明被膜付基材は、液晶表示装置の電極基板と配向膜との間に用いる絶縁膜、タッチパネルの透明電極上の保護膜等に好適に用いることができる。
[Base material with transparent film]
The base material with a transparent coating in this embodiment can suppress wiring appearance in a display element such as a touch panel, and has high pencil hardness, chemical resistance, and insulation. In addition, when the coating liquid for forming a transparent film in the present embodiment is used, the coating film is hardly cracked and can be cured at a relatively low temperature.
Here, the average film thickness (T) of the transparent film in the transparent film substrate obtained by the film forming step is preferably in the range of 20 to 200 nm, and more preferably in the range of 40 to 150 nm.
When the transparent film has an average film thickness (T) of 20 nm or more, the film thickness is sufficient, so that a portion where the film cannot be formed (coating unevenness) hardly occurs, and the effect of film formation can be sufficiently obtained. On the other hand, when the average film thickness (T) of the transparent coating is 200 nm or less, the occurrence of cracks can be sufficiently suppressed, and the strength and hardness of the film are sufficient.
The substrate with a transparent coating of the present invention can be suitably used for an insulating film used between an electrode substrate of a liquid crystal display device and an alignment film, a protective film on a transparent electrode of a touch panel, and the like.

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。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited by these Examples.

〔実施例1〕
透明被膜形成用塗布液および透明被膜付基材を製造するための各工程は以下の通りである。配合する各成分の種類および配合量を表1に示す。
(予備工程1)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)4673.08g、純水214.07gおよび濃度60質量%の硝酸3.57gを混合し、5分間撹拌した。次に、撹拌しながらB成分の6官能シラン化合物として1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン(ヤマナカヒューテック(株)製:SiO濃度33.8質量%)を1055.55g添加し、30分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液1−1を調製した。
[Example 1]
Each process for manufacturing the coating liquid for transparent film formation and the base material with a transparent film is as follows. Table 1 shows the types and amounts of each component to be blended.
(Preliminary process 1)
4673.08 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 214.07 g of pure water and 3.57 g of nitric acid having a concentration of 60% by mass were mixed and stirred for 5 minutes. Next, 1055.55 g of 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane (manufactured by Yamanaka Futec Co., Ltd .: SiO 2 concentration of 33.8% by mass) was added as a B-functional hexafunctional silane compound while stirring. The mixture was stirred for a minute to prepare a preliminary liquid 1-1 having a solid content concentration of 6.0% by mass.

(予備工程2)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)を2966.06g、A成分のカルボニル基含有有機化合物としてアセチルアセトン(和光純薬(株)製)を148.66g、C成分の金属アルコキシドとしてオルガチックス TA−10(マツモトファインケミカル(株)製:TiO2濃度28質量%)を849.47g混合し、5分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液2−1を調製した。
(Preliminary process 2)
2966.06 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 148.66 g of acetylacetone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as the carbonyl group-containing organic compound of the A component, and ORGATIX TA as the metal alkoxide of the C component 849.47 g of -10 (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd .: TiO2 concentration 28 mass%) was mixed and stirred for 5 minutes to prepare Preliminary Solution 2-1 having a solid content concentration of 6.0 mass%.

(本工程)
撹拌しながら予備液1−1に予備液2−1を混合し、10分間撹拌した後、純水49.55gを加え、5℃で144時間撹拌した。撹拌終了後、0.2μmのフィルターで濾過を行い、凝集物等を除去して全固形分濃度6.0質量%の透明被膜形成用塗布液(1)を調製した。
(This process)
Preliminary liquid 2-1 was mixed with preparatory liquid 1-1 while stirring and stirred for 10 minutes, and then 49.55 g of pure water was added and stirred at 5 ° C. for 144 hours. After completion of the stirring, filtration was performed with a 0.2 μm filter to remove aggregates and the like, and a coating liquid for forming a transparent film (1) having a total solid content concentration of 6.0% by mass was prepared.

(透明被膜付基材(1)の製造)
透明被膜形成用塗布液(1)をフレキソ印刷法にて、ITO膜付ガラス基板(AGCファブリテック(株)製、厚み:1.1mm)上に塗布し、90℃で5分間乾燥し、次に、波長365nmの紫外線(3000mJ/cm)と波長254nmの紫外線(2000mJ/cm)を照射した後、230℃で30分間加熱して透明被膜付基材(1−1)を調製した。
得られた透明被膜付基材(1−1)について、膜厚、鉛筆硬度、表面抵抗、耐薬品性を以下の方法で測定した。結果を表1に示す。
別途、2μmのアクリル樹脂層をシリカ膜付ガラス基板(AGCファブリテック(株)製、厚み:1.1mm)上に形成した。アクリル樹脂層はバーコーター(No.3)を用いて塗布し、ついで90℃で5分間乾燥した後、230℃で30分間加熱した。透明被膜形成用塗布液(1)をフレキソ印刷法にて、該アクリル樹脂層付ガラス基板上に塗布し、90℃で5分間乾燥し、ついで、3000mJ/cmの紫外線(波長365nm)を照射した後、230℃で30分間加熱して透明被膜付基材(1−2)を調製した。
得られた透明被膜付基材(1−2)について、耐クラック性を以下の方法で測定した。結果を表1に示す。
別途、透明被膜形成用塗布液(1)をフレキソ印刷法にて、6インチシリコンウェハ((株)松崎製作所製、厚み:0.625mm)上に塗布し、90℃で5分間乾燥し、ついで、3000mJ/cmの紫外線(波長365nm)を照射した後、230℃で30分間加熱して透明被膜付基材(1−3)を調製した。
得られた透明被膜付基材(1−3)について、屈折率を以下の方法で測定した。結果を表1に示す。
(Manufacture of substrate with transparent film (1))
The coating liquid for forming a transparent film (1) is applied onto a glass substrate with ITO film (manufactured by AGC Fabricec Co., Ltd., thickness: 1.1 mm) by flexographic printing, and dried at 90 ° C. for 5 minutes. to, after irradiation with wavelength 365nm UV ultraviolet (3000 mJ / cm 2) to the wavelength 254 nm (2000 mJ / cm 2), a transparent film-coated substrate was heated at 230 ° C. 30 minutes (1-1) was prepared.
About the obtained base material with a transparent film (1-1), the film thickness, pencil hardness, surface resistance, and chemical resistance were measured by the following methods. The results are shown in Table 1.
Separately, a 2 μm acrylic resin layer was formed on a glass substrate with a silica film (manufactured by AGC Fabricec Co., Ltd., thickness: 1.1 mm). The acrylic resin layer was applied using a bar coater (No. 3), then dried at 90 ° C. for 5 minutes, and then heated at 230 ° C. for 30 minutes. The coating liquid for forming a transparent film (1) is applied onto the glass substrate with an acrylic resin layer by flexographic printing, dried at 90 ° C. for 5 minutes, and then irradiated with 3000 mJ / cm 2 ultraviolet rays (wavelength 365 nm). Then, it heated at 230 degreeC for 30 minutes, and prepared the base material (1-2) with a transparent film.
About the obtained base material with a transparent film (1-2), the crack resistance was measured with the following method. The results are shown in Table 1.
Separately, the coating liquid for forming a transparent film (1) is applied on a 6-inch silicon wafer (manufactured by Matsuzaki Seisakusho Co., Ltd., thickness: 0.625 mm) by flexographic printing, dried at 90 ° C. for 5 minutes, and then After irradiating ultraviolet rays (wavelength 365 nm) of 3000 mJ / cm 2, the substrate with transparent coating (1-3) was prepared by heating at 230 ° C. for 30 minutes.
About the obtained base material with a transparent film (1-3), the refractive index was measured with the following method. The results are shown in Table 1.

〔実施例2〕
以下の予備工程以外は、実施例1と同様にして、透明被膜形成用塗布液(2)を調製し、さらに透明被膜付基材(2−1)〜(2−3)を製造した。その後、実施例1と同様にして評価を行った。
(予備工程1)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)5841.36g、純水267.58gおよび濃度60質量%の硝酸4.46gを混合し、5分間撹拌した。次に、撹拌しながらB成分の6官能シラン化合物として1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン(ヤマナカヒューテック(株)製:SiO濃度33.8質量%)を1319.44g添加し、30分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液1−2を調製した。
[Example 2]
Except for the following preliminary steps, a transparent coating-forming coating solution (2) was prepared in the same manner as in Example 1, and substrates (2-1) to (2-3) with transparent coating were produced. Thereafter, evaluation was performed in the same manner as in Example 1.
(Preliminary process 1)
5141.36 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 267.58 g of pure water and 4.46 g of nitric acid having a concentration of 60% by mass were mixed and stirred for 5 minutes. Next, 1311.94 g of 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane (manufactured by Yamanaka Futec Co., Ltd .: SiO 2 concentration of 33.8% by mass) was added as a B-functional hexafunctional silane compound while stirring, Preliminary liquid 1-2 having a solid content concentration of 6.0% by mass was prepared by stirring for 5 minutes.

(予備工程2)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)を1853.78g、A成分のカルボニル基含有有機化合物としてアセチルアセトン(和光純薬(株)製)を92.91g、C成分の金属アルコキシドとしてオルガチックス TA−10(マツモトファインケミカル(株)製:TiO2濃度28質量%)を530.92g混合し、5分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液2−2を調製した。
(Preliminary process 2)
1853.78 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 92.91 g of acetylacetone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as the carbonyl group-containing organic compound of component A, ORGATIX TA as the metal alkoxide of component C 530.92 g of -10 (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd .: TiO2 concentration 28 mass%) was mixed and stirred for 5 minutes to prepare a preliminary liquid 2-2 having a solid content concentration of 6.0 mass%.

〔実施例3〕
以下の予備工程以外は、実施例1と同様にして、透明被膜形成用塗布液(3)を調製し、さらに透明被膜付基材(3−1)〜(3−3)を製造した。その後、実施例1と同様にして評価を行った。
(予備工程1)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)6620.20g、純水303.26gおよび濃度60質量%の硝酸5.05gを混合し、5分間撹拌した。次に、撹拌しながらB成分の6官能シラン化合物として1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン(ヤマナカヒューテック(株)製:SiO濃度33.8質量%)を1495.36g添加し、30分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液1−3を調製した。
Example 3
Except for the following preliminary steps, a transparent coating-forming coating solution (3) was prepared in the same manner as in Example 1, and substrates (3-1) to (3-3) with transparent coating were produced. Thereafter, evaluation was performed in the same manner as in Example 1.
(Preliminary process 1)
6620.20 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 303.26 g of pure water and 5.05 g of nitric acid having a concentration of 60% by mass were mixed and stirred for 5 minutes. Next, 1495.36 g of 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane (manufactured by Yamanaka Futec Co., Ltd .: SiO 2 concentration of 33.8% by mass) was added as a B-functional hexafunctional silane compound while stirring. Preliminary liquid 1-3 having a solid content concentration of 6.0% by mass was prepared by stirring for a minute.

(予備工程2)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)を1112.27g、A成分のカルボニル基含有有機化合物としてアセチルアセトン(和光純薬(株)製)を55.75g、C成分の金属アルコキシドとしてオルガチックス TA−10(マツモトファインケミカル(株)製:TiO2濃度28質量%)を318.55g混合し、5分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液2−3を調製した。
(Preliminary process 2)
1112.27 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 55.75 g of acetylacetone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as the carbonyl group-containing organic compound of the A component, and ORGATIX TA as the metal alkoxide of the C component 318.55 g of -10 (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd .: TiO2 concentration 28% by mass) was mixed and stirred for 5 minutes to prepare Preliminary Solution 2-3 having a solid content concentration of 6.0% by mass.

〔実施例4〕
以下の予備工程以外は、実施例1と同様にして、透明被膜形成用塗布液(4)を調製し、さらに透明被膜付基材(4−1)〜(4−3)を製造した。その後、実施例1と同様にして評価を行った。
(予備工程1)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)2336.54g、純水107.03gおよび濃度60質量%の硝酸1.78gを混合し、5分間撹拌した。次に、撹拌しながらB成分の6官能シラン化合物として1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン(ヤマナカヒューテック(株)製:SiO濃度33.8質量%)を527.78g添加し、30分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液1−4を調製した。
Example 4
Except for the following preliminary steps, a transparent coating-forming coating solution (4) was prepared in the same manner as in Example 1, and substrates (4-1) to (4-3) with transparent coating were produced. Thereafter, evaluation was performed in the same manner as in Example 1.
(Preliminary process 1)
2336.54 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 107.03 g of pure water, and 1.78 g of nitric acid having a concentration of 60% by mass were mixed and stirred for 5 minutes. Next, 527.78 g of 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane (manufactured by Yamanaka Futec Co., Ltd .: SiO 2 concentration of 33.8% by mass) was added as a B-functional hexafunctional silane compound while stirring. Preliminary liquid 1-4 having a solid content concentration of 6.0% by mass was prepared by stirring for a minute.

(予備工程2)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)を5190.60g、A成分のカルボニル基含有有機化合物としてアセチルアセトン(和光純薬(株)製)を260.15g、C成分の金属アルコキシドとしてオルガチックス TA−10(マツモトファインケミカル(株)製:TiO2濃度28質量%)を1486.57g混合し、5分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液2−4を調製した。
(Preliminary process 2)
5190.60 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 260.15 g of acetylacetone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as the carbonyl group-containing organic compound of the A component, and ORGATIX TA as the metal alkoxide of the C component 1486.57g of -10 (Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd. product: TiO2 density | concentration 28 mass%) was mixed, and it stirred for 5 minutes, and prepared the preliminary | backup liquid 2-4 with a solid content density | concentration of 6.0 mass%.

〔実施例5〕
以下の予備工程以外は、実施例1と同様にして、透明被膜形成用塗布液(5)を調製し、さらに透明被膜付基材(5−1)〜(5−3)を製造した。その後、実施例1と同様にして評価を行った。
(予備工程1)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)4612.00g、純水214.07gおよび濃度60質量%の硝酸3.57gを混合し、5分間撹拌した。次に、撹拌しながらB成分の6官能シラン化合物として1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン(ヤマナカヒューテック(株)製:SiO濃度33.8質量%)を703.7gとD成分の4官能シラン化合物としてエチルシリケート(多摩化学(株)製:SiO2濃度28.8質量%)を412.94g添加し、30分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液1−5を調製した。
Example 5
Except for the following preliminary steps, a coating liquid for forming a transparent film (5) was prepared in the same manner as in Example 1, and substrates with transparent film (5-1) to (5-3) were produced. Thereafter, evaluation was performed in the same manner as in Example 1.
(Preliminary process 1)
461.200 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 214.07 g of pure water and 3.57 g of nitric acid having a concentration of 60% by mass were mixed and stirred for 5 minutes. Next, 703.7 g of 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane (manufactured by Yamanaka Futec Co., Ltd .: SiO 2 concentration of 33.8% by mass) as a B component hexafunctional silane compound while stirring, Add 412.94 g of ethyl silicate (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd .: SiO2 concentration 28.8 mass%) as a tetrafunctional silane compound, and stir for 30 minutes to prepare a preliminary liquid 1-5 having a solid content concentration of 6.0 mass%. Prepared.

(予備工程2)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)を2966.06g、A成分のカルボニル基含有有機化合物としてアセチルアセトン(和光純薬(株)製)を148.66g、C成分の金属アルコキシドとしてオルガチックス TA−10(マツモトファインケミカル(株)製:TiO2濃度28質量%)を849.47g混合し、5分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液2−5を調製した。
(Preliminary process 2)
2966.06 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 148.66 g of acetylacetone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as the carbonyl group-containing organic compound of the A component, and ORGATIX TA as the metal alkoxide of the C component 849.47 g of -10 (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd .: TiO2 concentration 28% by mass) was mixed and stirred for 5 minutes to prepare a preliminary liquid 2-5 having a solid content concentration of 6.0% by mass.

〔実施例6〕
以下の予備工程以外は、実施例1と同様にして、透明被膜形成用塗布液(6)を調製し、さらに透明被膜付基材(6−1)〜(6−3)を製造した。
その後、実施例1と同様にして評価を行った。
(予備工程1)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)4612.00g、純水214.07gおよび濃度60質量%の硝酸3.57gを混合し、5分間撹拌した。次に、撹拌しながらB成分の6官能シラン化合物として1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン(ヤマナカヒューテック(株)製:SiO濃度33.8質量%)を703.7gと3官能シラン化合物としてメチルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製: KBM−13、SiO2濃度33.7質量%)を352.89g添加し、30分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液1−6を調製した。
Example 6
Except for the following preliminary steps, a transparent coating-forming coating solution (6) was prepared in the same manner as in Example 1, and substrates (6-1) to (6-3) with transparent coating were produced.
Thereafter, evaluation was performed in the same manner as in Example 1.
(Preliminary process 1)
461.200 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 214.07 g of pure water and 3.57 g of nitric acid having a concentration of 60% by mass were mixed and stirred for 5 minutes. Next, 703.7 g of 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane (manufactured by Yamanaka Futec Co., Ltd .: SiO 2 concentration 33.8% by mass) as a B-functional hexafunctional silane compound with stirring and trifunctional silane As a compound, 352.89 g of methyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: KBM-13, SiO2 concentration of 33.7% by mass) was added, stirred for 30 minutes, and a preliminary solution having a solid content concentration of 6.0% by mass. 1-6 was prepared.

(予備工程2)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)を2966.06g、A成分のカルボニル基含有有機化合物としてアセチルアセトン(和光純薬(株)製)を148.66g、C成分の金属アルコキシドとしてオルガチックス TA−10(マツモトファインケミカル(株)製:TiO2濃度28質量%)を849.47g混合し、5分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液2−6を調製した。
(Preliminary process 2)
2966.06 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 148.66 g of acetylacetone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as the carbonyl group-containing organic compound of the A component, and ORGATIX TA as the metal alkoxide of the C component 849.47 g of -10 (Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd .: TiO2 concentration 28% by mass) was mixed and stirred for 5 minutes to prepare Preliminary Solution 2-6 having a solid content concentration of 6.0% by mass.

〔比較例1〕
以下の予備工程以外は、実施例1と同様にして、透明被膜形成用塗布液(7)を調製し、さらに透明被膜付基材(7−1)〜(7−3)を製造した。その後、実施例1と同様にして評価を行った。
(予備工程1)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)6737.03g、純水308.61gおよび濃度60質量%の硝酸5.14gを混合し、5分間撹拌した。次に、撹拌しながらB成分の6官能シラン化合物として1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン(ヤマナカヒューテック(株)製:SiO濃度33.8質量%)を1521.75g添加し、30分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液1−7を調製した。
[Comparative Example 1]
Except for the following preliminary steps, a transparent coating-forming coating solution (7) was prepared in the same manner as in Example 1, and substrates with transparent coating (7-1) to (7-3) were produced. Thereafter, evaluation was performed in the same manner as in Example 1.
(Preliminary process 1)
6737.03 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 308.61 g of pure water and 5.14 g of nitric acid having a concentration of 60% by mass were mixed and stirred for 5 minutes. Next, 1521.75 g of 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane (manufactured by Yamanaka Futec Co., Ltd .: SiO 2 concentration of 33.8% by mass) was added as a B-functional hexafunctional silane compound while stirring, Preliminary liquid 1-7 having a solid content concentration of 6.0% by mass was prepared by stirring for 5 minutes.

(予備工程2)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)を1001.04g、A成分のカルボニル基含有有機化合物としてアセチルアセトン(和光純薬(株)製)を50.17g、C成分の金属アルコキシドとしてオルガチックス TA−10(マツモトファインケミカル(株)製:TiO2濃度28質量%)を286.70g混合し、5分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液2−7を調製した。
(Preliminary process 2)
1001.04 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 50.17 g of acetylacetone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as the carbonyl group-containing organic compound of the A component, and ORGATIX TA as the metal alkoxide of the C component 286.70 g of -10 (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd .: TiO2 concentration 28% by mass) was mixed and stirred for 5 minutes to prepare Preliminary Solution 2-7 having a solid content concentration of 6.0% by mass.

〔比較例2〕
以下の予備工程以外は、実施例1と同様にして、透明被膜形成用塗布液(8)を調製し、さらに透明被膜付基材(8−1)〜(8−3)を製造した。その後、実施例1と同様にして評価を行った。
(予備工程1)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)1791.35g、純水82.06gおよび濃度60質量%の硝酸1.37gを混合し、5分間撹拌した。次に、撹拌しながらB成分の6官能シラン化合物として1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン(ヤマナカヒューテック(株)製:SiO濃度33.8質量%)を404.63g添加し、30分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液1−8を調製した。
[Comparative Example 2]
Except for the following preliminary steps, a transparent coating-forming coating solution (8) was prepared in the same manner as in Example 1, and substrates (8-1) to (8-3) with transparent coating were produced. Thereafter, evaluation was performed in the same manner as in Example 1.
(Preliminary process 1)
1799.35 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 82.06 g of pure water and 1.37 g of nitric acid having a concentration of 60% by mass were mixed and stirred for 5 minutes. Next, 404.63 g of 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane (manufactured by Yamanaka Futec Co., Ltd .: SiO 2 concentration of 33.8% by mass) was added as a B-functional hexafunctional silane compound while stirring. Preliminary liquid 1-8 having a solid content concentration of 6.0% by mass was prepared by stirring for a minute.

(予備工程2)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)を5709.66g、A成分のカルボニル基含有有機化合物としてアセチルアセトン(和光純薬(株)製)を286.16g、C成分の金属アルコキシドとしてオルガチックス TA−10(マツモトファインケミカル(株)製:TiO2濃度28質量%)を1635.22g混合し、5分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液2−8を調製した。
(Preliminary process 2)
5709.66 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 286.16 g of acetylacetone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as the carbonyl group-containing organic compound of the A component, and ORGATIX TA as the metal alkoxide of the C component 1635.22 g of -10 (Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd .: TiO2 concentration 28% by mass) was mixed and stirred for 5 minutes to prepare Preliminary Solution 2-8 having a solid content concentration of 6.0% by mass.

〔比較例3〕
以下の予備工程以外は、実施例1と同様にして、透明被膜形成用塗布液(9)を調製し、さらに透明被膜付基材(9−1)〜(9−3)を製造した。その後、実施例1と同様にして評価を行った。
(予備工程1)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)4669.95g、純水214.07gおよび濃度60質量%の硝酸3.57gを混合し、5分間撹拌した。次に、撹拌しながらシラン化合物としてエチルシリケート(多摩化学(株)製:SiO2濃度28.8質量%)を1055.68g添加し、30分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液1−9を調製した。
[Comparative Example 3]
Except for the following preliminary steps, a coating liquid for forming a transparent film (9) was prepared in the same manner as in Example 1, and substrates with transparent film (9-1) to (9-3) were produced. Thereafter, evaluation was performed in the same manner as in Example 1.
(Preliminary process 1)
4669.95 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 214.07 g of pure water and 3.57 g of nitric acid having a concentration of 60% by mass were mixed and stirred for 5 minutes. Next, 1055.68 g of ethyl silicate (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd .: SiO2 concentration of 28.8% by mass) was added as a silane compound while stirring, and the mixture was stirred for 30 minutes and a preliminary solution having a solid content of 6.0% by mass. 1-9 was prepared.

(予備工程2)
ヘキシレングリコール(和光純薬(株)製)を2966.06g、A成分のカルボニル基含有有機化合物としてアセチルアセトン(和光純薬(株)製)を148.66g、C成分の金属アルコキシドとしてオルガチックス TA−10(マツモトファインケミカル(株)製:TiO2濃度28質量%)を849.47g混合し、5分間撹拌して固形分濃度6.0質量%の予備液2−9を調製した。
(Preliminary process 2)
2966.06 g of hexylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 148.66 g of acetylacetone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as the carbonyl group-containing organic compound of the A component, and ORGATIX TA as the metal alkoxide of the C component 849.47 g of -10 (Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd .: TiO2 concentration 28% by mass) was mixed and stirred for 5 minutes to prepare Preliminary Solution 2-9 having a solid content concentration of 6.0% by mass.

〔評価項目・評価方法〕
各実施例・各比較例により得られた透明被膜付基材に対し、以下の評価を行った。また、透明被膜形成用塗布液についても以下のようにして経時安定性を評価した。結果を表1に示す。
(1)膜厚
表面粗さ測定機(東京精密(株)製:サーフコム)にて測定した。
(2)表面抵抗値
表面抵抗値は、表面抵抗測定機((株)三菱化学アナリテック製:ハイレスターUX MCP−HT800)にて測定した。
[Evaluation Item / Evaluation Method]
The following evaluation was performed with respect to the base material with a transparent film obtained by each Example and each comparative example. Further, the temporal stability of the coating solution for forming a transparent film was also evaluated as follows. The results are shown in Table 1.
(1) Film thickness It measured with the surface roughness measuring machine (Tokyo Seimitsu Co., Ltd. product: Surfcom).
(2) Surface resistance value The surface resistance value was measured with a surface resistance measuring device (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd .: Hiresta UX MCP-HT800).

(3)塗布膜の耐クラック性
塗布膜の表面を目視観察し、以下の基準で耐クラック性を評価した。
◎:塗布面内にクラックが認められない
○:エッジ部に僅かにクラックが認められる
×:塗布面内にクラックが生じる
(3) Crack resistance of coating film The surface of the coating film was visually observed, and crack resistance was evaluated according to the following criteria.
◎: No cracks are observed in the coating surface ○: Slight cracks are observed in the edge portion ×: Cracks are generated in the coating surface

(4)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。即ち、透明被膜表面に対して45度の角度に鉛筆をセットし、所定の加重を負荷して一定速度で引っ張り、傷の有無を観察した。
(5)屈折率
分光エリプソメーター(SOPRA(株)製:ES4G、@550nm)にて測定した。
(4) Pencil hardness It measured with the pencil hardness tester according to JIS-K-5600. That is, a pencil was set at an angle of 45 degrees with respect to the transparent coating surface, and a predetermined load was applied and pulled at a constant speed, and the presence or absence of scratches was observed.
(5) Refractive index The refractive index was measured with a spectroscopic ellipsometer (manufactured by SOPRA, Inc .: ES4G, @ 550 nm).

(6)耐薬品性
40℃に加熱したリン酸/硝酸/酢酸/水(質量比:80/5/5/10)混合液に各透明被膜付基材を5分間浸漬し、純水で洗浄した。その後60℃に加熱したジエチレングリコールモノブチルエーテル/2-アミノエタノール(質量比:70/30)混合液に当該透明被膜付基材を5分間浸漬し、純水で洗浄した後の塗布膜の状態を目視および光学顕微鏡で観察し、以下の基準で耐薬品性を評価した。
○:塗布膜に変化が認められない
×:塗布膜の剥離あるいはクラックが生じている
(7)塗布液の経時安定性
塗布液を40℃で72時間加熱した後、E型粘度計(東機産業(株)製:TV‐25型)にて粘度を測定し、以下の基準で評価した。
◎:粘度に変化が認められない
○:わずかに粘度の増加がみられる(5mPa・s未満)
×:明らかな粘度の増加がみられる(5mPa・s以上)
(6) Chemical resistance Each substrate with transparent coating is immersed for 5 minutes in a mixed solution of phosphoric acid / nitric acid / acetic acid / water (mass ratio: 80/5/5/10) heated to 40 ° C. and washed with pure water. did. Thereafter, the substrate with the transparent coating was immersed in a mixed solution of diethylene glycol monobutyl ether / 2-aminoethanol (mass ratio: 70/30) heated to 60 ° C. for 5 minutes, and the state of the coating film after washing with pure water was visually observed. And observed with an optical microscope, and the chemical resistance was evaluated according to the following criteria.
○: No change is observed in the coating film ×: Peeling or cracking of the coating film occurs (7) Stability of coating solution over time After heating the coating solution at 40 ° C. for 72 hours, an E-type viscometer The viscosity was measured with Sangyo Co., Ltd. (TV-25 type), and evaluated according to the following criteria.
A: No change in viscosity is observed
○: Slight increase in viscosity is observed (less than 5 mPa · s)
X: Clear increase in viscosity is observed (5 mPa · s or more)

Figure 2017048346
Figure 2017048346

〔評価結果〕
表1に示すように、実施例1〜6より、本発明の透明被膜形成用塗布液を用いて製造された透明被膜付基材は、表面硬度、耐クラック性、および耐薬品性のすべてに優れることがわかる。
一方、比較例1〜3より、本発明の構成を有しない透明被膜形成用塗布液を用いたのでは表面硬度、耐クラック性、および耐薬品性のすべてを満足させることはできない。
〔Evaluation results〕
As shown in Table 1, from Examples 1 to 6, the substrate with a transparent coating produced using the coating solution for forming a transparent coating of the present invention has all of surface hardness, crack resistance, and chemical resistance. It turns out that it is excellent.
On the other hand, from Comparative Examples 1 to 3, the use of the coating liquid for forming a transparent film that does not have the configuration of the present invention cannot satisfy all of the surface hardness, crack resistance, and chemical resistance.

Claims (14)

金属アルコキシドとキレート形成可能な有機化合物(A)と、
下記一般式(2)で表される6官能シラン化合物およびその加水分解縮合物のうち少なくともいずれか(B)と、
下記一般式(3)で表される金属アルコキシドおよびその加水分解縮合物のうち少なくともいずれか(C)とを、
水および有機溶媒を含む混合溶媒中に溶解又は分散してなり、
前記A成分のモル数(M1)と前記C成分のモル数(M3)のモル比(M1)/(M3)が0.25以上2未満の範囲にあり、
前記B成分のモル数(M2)と前記C成分のモル数(M3)のモル比(M2)/(M3)が0.5以上8以下の範囲にある
ことを特徴とする透明被膜形成用塗布液。
Figure 2017048346

(Rは炭素数2〜6のアルキレン基である。R〜Rは炭素数1から8までの非置換又は置換アルコキシ基、非置換又は置換アリールオキシ基、ビニルオキシ基、水酸基、水素原子、およびハロゲン原子のいずれかであり、同一であってもよく、異なっていてもよい。)
M(OR10 (3)
(Mは、Be、Al、P、Sc、Ti、V、Cr、Fe、Ni、Zn、Ga、Ge、As、Se、Y、Zr、Nb、In、Sn、Sb、Te、Hf、Ta、W、Pb、B、Bi、Ce、およびCuから選ばれた1種の元素であり、R10は炭素数1から10までの非置換又は置換アルキル基である。nはMの原子価と同じ整数である。)
An organic compound (A) capable of chelating with a metal alkoxide;
At least one (B) of a hexafunctional silane compound represented by the following general formula (2) and a hydrolysis-condensation product thereof;
At least one of the metal alkoxide represented by the following general formula (3) and its hydrolysis condensate (C),
Dissolved or dispersed in a mixed solvent containing water and an organic solvent,
The molar ratio (M1) / (M3) of the number of moles of the component A (M1) and the number of moles of the component C (M3) is in the range of 0.25 or more and less than 2.
The coating for forming a transparent film, wherein the molar ratio (M2) / (M3) of the number of moles of the component B (M2) and the number of moles of the component C (M3) is in the range of 0.5 to 8 liquid.
Figure 2017048346

(R 3 is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. R 4 to R 9 are unsubstituted or substituted alkoxy groups having 1 to 8 carbon atoms, unsubstituted or substituted aryloxy groups, vinyloxy groups, hydroxyl groups, and hydrogen atoms. And a halogen atom, which may be the same or different.)
M (OR 10 ) n (3)
(M is Be, Al, P, Sc, Ti, V, Cr, Fe, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Y, Zr, Nb, In, Sn, Sb, Te, Hf, Ta, One element selected from W, Pb, B, Bi, Ce, and Cu, R 10 is an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and n is the same as the valence of M (It is an integer.)
当該透明被膜形成用塗布液において、
前記B成分に由来するSiO換算濃度(C2)が0.005〜12質量%の範囲にあり、
前記C成分に由来するMO換算濃度(C3)が0.02〜14質量%の範囲にあり、
前記C2と前記C3の合計(CT)が0.1〜15質量%の範囲にある
ことを特徴とする請求項1に記載の透明被膜形成用塗布液。
In the coating liquid for forming the transparent film,
The SiO 2 equivalent concentration (C2) derived from the B component is in the range of 0.005 to 12% by mass,
The MO X equivalent concentration (C3) derived from the C component is in the range of 0.02 to 14% by mass,
The coating liquid for forming a transparent film according to claim 1, wherein the total (CT) of C2 and C3 is in the range of 0.1 to 15% by mass.
さらに下記一般式(4)で表される4官能シラン化合物およびその加水分解縮合物のうち少なくともいずれか(D)を含み、
前記B成分のモル数(M2)に対する前記D成分のモル数(M4)のモル比(M4)/(M2)の値が0.01以上0.5以下の範囲にある
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の透明被膜形成用塗布液。
Si(R11) (4)
(R11は炭素数1から8までの非置換又は置換アルコシキ基、非置換又は置換アリールオキシ基、ビニルオキシ基、水酸基、水素原子、およびハロゲン原子のいずれかであり、同一であってもよく、異なっていてもよい。)
Furthermore, it contains at least one (D) of a tetrafunctional silane compound represented by the following general formula (4) and its hydrolysis condensate,
The molar ratio (M4) / (M2) of the number of moles of the component D (M4) to the number of moles of the component B (M2) is in the range of 0.01 to 0.5. Claim | item 1 or the coating liquid for transparent film formation of Claim 2.
Si (R 11 ) 4 (4)
(R 11 is any one of an unsubstituted or substituted alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an unsubstituted or substituted aryloxy group, a vinyloxy group, a hydroxyl group, a hydrogen atom, and a halogen atom, and may be the same, May be different.)
当該透明被膜形成用塗布液において、
前記B成分に由来するSiO換算濃度(C2)が0.005〜12質量%であり、
前記C成分に由来するMO換算濃度(C3)が0.02〜14質量%であり、
前記D成分に由来するSiO換算濃度(C4)が0〜12質量%であり、
前記C2、前記C3および前記C4の合計(CT)が0.1〜15質量%である
ことを特徴とする請求項3に記載の透明被膜形成用塗布液。
In the coating liquid for forming the transparent film,
The SiO 2 concentration in terms (C2) derived from the B component is 0.005 to 12 wt%,
The MO X equivalent concentration (C3) derived from the C component is 0.02 to 14% by mass,
The SiO 2 equivalent concentration (C4) derived from the component D is 0 to 12% by mass,
4. The coating liquid for forming a transparent film according to claim 3, wherein a total (CT) of the C2, the C3, and the C4 is 0.1 to 15% by mass.
前記有機溶媒の沸点が120℃以上であり、
20℃における粘度が1〜400mPa・sの範囲にある
ことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の透明被膜形成用塗布液。
The boiling point of the organic solvent is 120 ° C. or higher,
The coating liquid for forming a transparent film according to any one of claims 1 to 4, wherein the viscosity at 20 ° C is in the range of 1 to 400 mPa · s.
以下の予備工程1、予備工程2、および本工程を実施することを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の透明被膜形成用塗布液の製造方法。
予備工程1:前記有機溶媒と、前記水と、前記B成分(前記一般式(2)で表される6官能シラン化合物)と、加水分解触媒とを配合し、6官能シラン溶液を調製する工程(ただし、前記B成分の配合量は、予備工程2における前記C成分金属1モルに対し0.5モル以上8モル以下の範囲である。)
予備工程2:前記有機溶媒と、前記A成分と、前記C成分(前記一般式(3)で表される金属アルコキシド)とを配合して金属アルコキシド溶液を調製する工程(ただし、前記A成分の配合量は、前記C成分金属1モルに対し、0.25モル以上2モル未満の範囲である。)
本工程:前記予備工程1で得られた前記6官能シラン溶液に、前記予備工程2で得られた前記金属アルコキシド溶液を添加し、次いで水を添加し、5℃以上40℃以下の温度で撹拌混合する工程
The following preliminary process 1, preliminary process 2, and this process are implemented, The manufacturing method of the coating liquid for transparent film formation in any one of Claim 1-5 characterized by the above-mentioned.
Preliminary step 1: a step of preparing a hexafunctional silane solution by blending the organic solvent, the water, the component B (hexafunctional silane compound represented by the general formula (2)), and a hydrolysis catalyst. (However, the blending amount of the B component is in the range of 0.5 mol or more and 8 mol or less with respect to 1 mol of the C component metal in the preliminary step 2.)
Preliminary step 2: a step of blending the organic solvent, the component A, and the component C (metal alkoxide represented by the general formula (3)) to prepare a metal alkoxide solution (however, the component A The blending amount is in the range of 0.25 mol or more and less than 2 mol with respect to 1 mol of the C component metal.)
This step: Add the metal alkoxide solution obtained in the preliminary step 2 to the hexafunctional silane solution obtained in the preliminary step 1, then add water, and stir at a temperature of 5 ° C. to 40 ° C. Mixing process
加水分解および縮合後における前記B成分の重量平均分子量(ポリスチレン換算)が、300以上3000以下の範囲である
ことを特徴とする請求項6に記載の透明被膜形成用塗布液の製造方法。
The method for producing a coating liquid for forming a transparent film according to claim 6, wherein the weight average molecular weight (in terms of polystyrene) of the component B after hydrolysis and condensation is in the range of 300 to 3,000.
前記予備工程1において、さらに請求項3におけるD成分(前記一般式(4)で表される4官能シラン化合物)を添加し、
前記B成分のモル数(M2)に対する前記D成分のモル数(M4)のモル比(M4)/(M2)が、0.01以上0.5以下の範囲である
ことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の透明被膜形成用塗布液の製造方法。
In the preliminary step 1, component D in claim 3 (tetrafunctional silane compound represented by the general formula (4)) is further added,
The molar ratio (M4) / (M2) of the number of moles of the component D (M4) to the number of moles of the component B (M2) is in the range of 0.01 to 0.5. The manufacturing method of the coating liquid for transparent film formation of Claim 6 or Claim 7.
前記本工程において、前記B成分と前記C成分との共加水分解および縮合反応を行う
ことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の透明被膜形成用塗布液の製造方法。
In the said process, co-hydrolysis and condensation reaction of the said B component and the said C component are performed. The manufacturing method of the coating liquid for transparent film formation of Claim 6 or Claim 7 characterized by the above-mentioned.
前記本工程において、前記B成分、前記C成分、および前記D成分の共加水分解および縮合反応を行う
ことを特徴とする請求項8に記載の透明被膜形成用塗布液の製造方法。
In the said process, the co-hydrolysis and condensation reaction of the said B component, the said C component, and the said D component are performed. The manufacturing method of the coating liquid for transparent film formation of Claim 8 characterized by the above-mentioned.
請求項1から請求項5までのいずれかに記載の透明被膜形成用塗布液を基材に塗布してなる
ことを特徴とする透明被膜付基材。
A substrate with a transparent coating, which is obtained by applying the coating liquid for forming a transparent coating according to any one of claims 1 to 5 to a substrate.
前記透明被膜の平均膜厚が20nm以上200nm以下である
ことを特徴とする請求項11に記載の透明被膜付基材。
The average film thickness of the said transparent film is 20 nm or more and 200 nm or less. The base material with a transparent film of Claim 11 characterized by the above-mentioned.
以下の成膜工程1から成膜工程4までを実施することを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の透明被膜付基材の製造方法。
成膜工程1:前記透明被膜形成用塗布液を基材に塗布する工程
成膜工程2:前記成膜工程1に続き、前記基材を80℃以上150℃以下で加熱し乾燥する工程
成膜工程3:前記成膜工程2に続き、前記基材上に形成された塗布膜に対し紫外線を照射する工程
成膜工程4:前記成膜工程3に続き、前記基材上に形成された塗布膜を80℃以上300℃以下で加熱する工程
13. The method for producing a substrate with a transparent coating according to claim 11 or 12, wherein the following film forming process 1 to film forming process 4 are carried out.
Film-forming process 1: A process of applying the coating liquid for forming a transparent film to a substrate Film-forming process 2: A process of heating and drying the substrate at 80 ° C. to 150 ° C. following the film-forming process 1 Step 3: Following the film forming step 2, a step of irradiating the coating film formed on the substrate with ultraviolet rays Film forming step 4: Following the film forming step 3, the coating formed on the substrate Heating the film at 80 ° C. or higher and 300 ° C. or lower
前記紫外線が波長254nmの紫外線と波長365nmの紫外線のうち少なくともいずれかを含んでいる
ことを特徴とする請求項13に記載の透明被膜付基材の製造方法。
The method for producing a substrate with a transparent coating according to claim 13, wherein the ultraviolet ray includes at least one of an ultraviolet ray having a wavelength of 254 nm and an ultraviolet ray having a wavelength of 365 nm.
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