JP2019150826A - 防眩膜付き基材および物品 - Google Patents
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Abstract
Description
外光の映り込みを抑制する方法として、凹凸を表面に有する防眩膜を、画像表示装置の表示面に配置し、外光を拡散反射させることで、反射像を不鮮明にする方法がある。
しかし、二流体スプレーノズルを用いて塗布液を塗布する場合、スプレー幅が狭いため、スプレーヘッドを基材上で往復運動させるノズル走査が必要になる。また、高い防眩性を有する防眩膜を得るためには多くのコート回数が必要になる。そのため、塗布液の塗布に要する時間が長くなる。
しかし、特許文献2に、防眩膜に関する記載はない。特許文献2の実施例に記載の手順にしたがって基材上に膜を形成しても、低反射膜としては、優れた低反射性能を有するが、防眩膜に要求される防眩性能は有しない。
[1]基材と、前記基材上に形成された防眩膜とを備える防眩膜付き基材の製造方法であって、
シリカ前駆体(A)および粒子(C)の少なくとも一方と、液状媒体(B)とを含み、かつ前記液状媒体(B)が、沸点150℃以下の液状媒体(B1)を、前記液状媒体(B)の全量に対して86質量%以上含む塗料組成物を準備する工程と、
回転霧化頭を備える静電塗装ガンを備える静電塗装装置を用いて、前記塗料組成物を帯電させ噴霧することにより前記基材上に塗布して塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を焼成することにより防眩膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする、防眩膜付き基材の製造方法。
[2]前記塗料組成物を塗布する際の前記回転霧化頭の回転速度が5000〜80000rpmである、[1]に記載の防眩膜付き基材の製造方法。
[3]前記塗料組成物を塗布する際に、前記静電塗装ガンから0.01〜0.3MPaのエア圧でシェービングエアを吹き出させる、[1]または[2]に記載の防眩膜付き基材の製造方法。
[4]前記塗料組成物中のシリカ前駆体(A)と粒子(C)との合計の含有量が、塗料組成物中の固形分(100質量%)(ただし、シリカ前駆体(A)はSiO2換算とする。)のうち、30〜100質量%である、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の防眩膜付き基材の製造方法。
[5]前記塗料組成物中のシリカ前駆体(A)の含有量が、塗料組成物中の固形分(100質量%)(ただし、シリカ前駆体(A)はSiO2換算とする。)のうち、35〜95質量%である、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の防眩膜付き基材の製造方法。
[6]前記塗料組成物中の粒子(C)の含有量が、塗料組成物中の固形分(100質量%)(ただし、シリカ前駆体(A)はSiO2換算とする。)のうち、3〜40質量%である、[1]〜[5]のいずれか一項に記載の防眩膜付き基材の製造方法。
[7]前記塗料組成物中の液状媒体(B)の含有量は、塗料組成物の固形分濃度が塗料組成物の全量(100質量%)のうち、1〜8質量%に応じた量とされている、[1]〜[6]のいずれか一項に記載の防眩膜付き基材の製造方法。
[8][1]〜[7]のいずれか一項に記載の防眩膜付き基材の製造方法により得られる防眩膜付き基材。
[9][8]に記載の防眩膜付き基材を備える物品。
[10]画像表示装置である、[9]に記載の物品。
「シリカ前駆体」とは、焼成することによってシリカを主成分とするマトリックスを形成し得る物質を意味する。
「シリカを主成分とする」とは、SiO2を90質量%以上含むことを意味する。
「ケイ素原子に結合した加水分解性基」とは、加水分解によって、ケイ素原子に結合したOH基に変換し得る基を意味する。
「鱗片状粒子」とは、扁平な形状を有する粒子を意味する。粒子の形状は、透過型電子顕微鏡(以下、TEMとも記す。)を用いて確認できる。
「60゜鏡面光沢度」は、JIS Z8741:1997(ISO2813:1994)に記載された方法によって、裏面(防眩膜が形成された側とは反対側の面)反射を消さずに測定される。
「ヘイズ」は、JIS K7136:2000(ISO14782:1999)に記載された方法によって測定される。
「算術平均粗さRa」は、JIS B0601:2001(ISO4287:1997)に記載された方法によって測定される。
「平均粒子径」は、体積基準で求めた粒度分布の全体積を100%とした累積体積分布曲線において50%となる点の粒子径、すなわち体積基準累積50%径(D50)を意味する。粒度分布は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置で測定した頻度分布および累積体積分布曲線で求められる。
「アスペクト比」は、粒子の厚さに対する最長長さの比(最長長さ/厚さ)を意味し、「平均アスペクト比」は、無作為に選択された50個の粒子のアスペクト比の平均値である。粒子の厚さは、原子間力顕微鏡(以下、AFMとも記す。)によって測定され、最長長さは、TEMによって測定される。
本発明の防眩膜付き基材の製造方法により得られる防眩膜付き基材は、基材と、基材上に形成された防眩膜とを備えるものである。
この例の防眩膜付き基材1は、基材3と、基材3上に形成された防眩膜5とを備える。
基材3の材料としては、ガラス、金属、樹脂、シリコン、木材、紙等が挙げられる。
ガラスとしては、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。厚みが薄くても強化処理によって大きな応力が入りやすく、画像表示装置の視認側に配置される物品として好適である点から、アルミノシリケートガラスが好ましい。また、同じ理由から、化学強化ガラスが好ましく、化学強化アルミノシリケートガラスが特に好ましい。
樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、ポリメタクリル酸メチル等が挙げられる。
基材3の形状は、通常、平坦な形状である。最近では、各種機器(たとえば、テレビ、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、カーナビゲーション等)において、画像表示装置の表示面が曲面とされたものが登場しており、画像表示装置の形状に合わせて湾曲させた、曲面を有する形状であってもよい。
機能層としては、アンダーコート層、密着改善層、保護層等が挙げられる。
アンダーコート層は、アルカリバリア層やワイドバンドの低屈折率層としての機能を有する。アンダーコート層としては、アルコキシシランの加水分解物(ゾルゲルシリカ)を含むアンダーコート用塗料組成物を基材本体に塗布することによって形成される層が好ましい。
防眩膜5は、シリカ前駆体(A)および粒子(C)の少なくとも一方と、液状媒体(B)とを含有し、必要に応じて、シリカ前駆体(A)および粒子(C)以外の他の成分を含んでいてもよい塗料組成物の塗膜を焼成して得られたものである。塗料組成物がシリカ前駆体(A)を含む場合、防眩膜5のマトリックスは、シリカ前駆体(A)に由来する、シリカを主成分とするマトリックスを含む。防眩膜5は、粒子(C)から構成されてもよい。防眩膜5は、前記マトリックス中に粒子(C)が分散したものであってもよい。
塗料組成物は、液状媒体(B)として、沸点150℃以下の液状媒体(B1)を含む。また、液状媒体(B1)の含有量は、前記液状媒体(B)の全量に対して86質量%以上である。
本発明の防眩膜付き基材の製造方法は、
シリカ前駆体(A)および粒子(C)の少なくとも一方と、液状媒体(B)とを含み、かつ前記液状媒体(B)が、沸点150℃以下の液状媒体(B1)を、前記液状媒体(B)の全量に対して86質量%以上含む塗料組成物を準備する工程(以下、塗料組成物調製工程ともいう。)と、
回転霧化頭を備える静電塗装ガンを備える静電塗装装置を用いて、前記塗料組成物を帯電させ噴霧することにより前記基材上に塗布して塗膜を形成する工程(以下、塗布工程ともいう。)と、
前記塗膜を焼成することにより防眩膜を形成する工程(以下、焼成工程ともいう。)と、を有する。必要に応じて、防眩膜を形成する前に基材本体の表面に機能層を形成して基材を作製する工程を有していてもよく、防眩膜を形成した後に公知の後加工を施す工程を有していてもよい。
塗料組成物は、シリカ前駆体(A)および粒子(C)の少なくとも一方と、液状媒体(B)とを含む。
塗料組成物が、シリカ前駆体(A)を含まず、粒子(C)を含む場合、粒子(C)の平均粒子径は、30nm以下であることが好ましい。
塗料組成物は、必要に応じて、シリカ前駆体(A)以外の他のバインダ(D)、その他の添加剤(E)等を含んでいてもよい。
シリカ前駆体(A)としては、ケイ素原子に結合した炭化水素基および加水分解性基を有するシラン化合物(A1)およびその加水分解縮合物、アルコキシシラン(ただしシラン化合物(A1)を除く。)およびその加水分解縮合物(ゾルゲルシリカ)、シラザン等が挙げられる。
炭化水素基は、炭素原子間に−O−、−S−、−CO−および−NR’−(ただしR’は水素原子または1価の炭化水素基である。)から選ばれる1つまたは2つ以上を組み合わせた基を有していてもよい。
アルコキシ基としては、炭素数1〜3のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基またはエトキシ基がより好ましい。
シラン化合物(A1)中に加水分解性基が複数存在する場合には、加水分解性基は、同じ基であっても異なる基であってもよく、同じ基であることが入手しやすさの点で好ましい。
R3−pLpSi−Q−SiLpR3−p ・・・(I)
Qとしては、入手が容易であり、かつ膜厚が厚くても防眩膜のクラックや膜剥がれが生じにくい点から、炭素数2〜8のアルキレン基が好ましく、炭素数2〜6のアルキレン基がさらに好ましい。
Rは、水素原子または1価の炭化水素基である。1価の炭化水素としては、上述したものが挙げられる。
pは、1〜3の整数である。pは、反応速度が遅くなりすぎない点から、2または3が好ましく、3が特に好ましい。
たとえばテトラアルコキシシランの場合、テトラアルコキシシランの4倍モル以上の水、および触媒として酸またはアルカリを用いて行う。
酸としては、無機酸(HNO3、H2SO4、HCl等。)、有機酸(ギ酸、シュウ酸、モノクロル酢酸、ジクロル酢酸、トリクロル酢酸等。)が挙げられる。アルカリとしては、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。触媒としては、シラン化合物(A)の加水分解縮合物の長期保存性の点では、酸が好ましい。
シリカ前駆体(A)は、防眩膜のクラックや膜剥がれを防止する観点から、シラン化合物(A1)およびその加水分解縮合物のいずれか一方または両方を含むことが好ましい。
シリカ前駆体(A)は、防眩膜の耐摩耗強度の観点から、テトラアルコキシシランおよびその加水分解縮合物のいずれか一方または両方を含むことが好ましい。
シリカ前駆体(A)は、シラン化合物(A1)およびその加水分解縮合物のいずれか一方または両方と、テトラアルコキシシランおよびその加水分解縮合物のいずれか一方または両方と、を含むことが特に好ましい。
液状媒体(B)は、塗料組成物がシリカ前駆体(A)を含む場合は、シリカ前駆体(A)を溶解または分散するものであり、塗料組成物が粒子(C)を含む場合は、粒子(C)を分散するものである。塗料組成物がシリカ前駆体(A)および粒子(C)の両方を含む場合、液状媒体(B)は、シリカ前駆体(A)を溶解または分散する溶媒または分散媒としての機能と、粒子(C)を分散する分散媒としての機能の両方を有するものであってもよい。
液状媒体(B1)の沸点が150℃以下であれば、塗料組成物を、回転霧化頭を備える静電塗装ガンを備える静電塗装装置を用いて基材上に塗布し、焼成して得られる膜がより好ましい防眩性能を有する。液状媒体(B1)の沸点が前記範囲の下限値以上であれば、塗料組成物の液滴が基材上に付着した後、液滴形状を十分に保ったまま凹凸構造を形成できる。
液状媒体(B1)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
他の液状媒体としては、たとえば、アルコール類、ケトン類、エーテル類、セロソルブ類、エステル類、グリコールエーテル類、含窒素化合物、含硫黄化合物等が挙げられる。
アルコール類としては、ジアセトンアルコール、1−ヘキサノール、エチレングリコール等が挙げられる。
含窒素化合物としては、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等が挙げられる。
グリコールエーテル類としては、エチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。
含硫黄化合物としては、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
他の液状媒体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
この場合、液状媒体(B)は、水のみであってもよく、水と他の液体との混合液であってもよい。他の液体としては、水以外の液状媒体(B1)でもよく、他の液状媒体でもよく、たとえば、アルコール類、ケトン類、エーテル類、セロソルブ類、エステル類、グリコールエーテル類、含窒素化合物、含硫黄化合物等が挙げられる。これらのうち、シリカ前駆体(A)の溶媒としては、アルコール類が好ましく、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノールが特に好ましい。
粒子(C)は、単独で、またはシリカ前駆体(A)に由来するマトリックスとともに、防眩膜を構成する。
塗料組成物が、シリカ前駆体(A)を含まず、粒子(C)を含む場合、粒子(C)の平均粒子径は、30nm以下であることが好ましい。
粒子(C)としては、鱗片状粒子(C1)、鱗片状粒子(C1)以外の他の粒子(C2)等が挙げられる。
鱗片状粒子(C1)の平均アスペクト比は、50〜650が好ましく、100〜350がより好ましく、170〜240がさらに好ましい。鱗片状粒子(C1)の平均アスペクト比が50以上であれば、膜厚が厚くても防眩膜のクラックや膜剥がれが充分に抑えられる。鱗片状粒子(C1)の平均アスペクト比が650以下であれば、塗料組成物中における分散安定性が良好となる。
鱗片状シリカ粒子は、シリカ1次粒子およびシリカ2次粒子のいずれか一方のみであってもよく、両方であってもよい。
シリカ1次粒子の厚さに対する最小長さの比(最少長さ/厚さ)は、2以上が好ましく、5以上がより好ましく、10以上がさらに好ましい。
シリカ2次粒子の厚さに対する最小長さの比は、2以上が好ましく、5以上がより好ましく、10以上がさらに好ましい。
シリカ2次粒子は、融着することなく互いに独立に存在していることが好ましい。
塗料組成物の調製には、複数の鱗片状シリカ粒子の集合体である粉体、または該粉体を液状媒体に分散させた分散体が用いられる。分散体中のシリカ濃度は、1〜80質量%が好ましい。
不定形シリカ粒子およびシリカ凝集体は、いずれも、TEM観察において黒色状に観察される。一方、薄片状のシリカ1次粒子またはシリカ2次粒子は、TEM観察において透明または半透明状に観察される。
鱗片状シリカ粒子は、後述する製造方法(P)によって製造されたものが好ましい。製造方法(P)によれば、公知の製造方法(たとえば、特許第4063464号公報に記載の方法)に比べて、製造工程での不定形シリカ粒子の発生が抑えられ、不定形シリカ粒子の含有量の少ない粉体または分散体を得ることができる。
鱗片状粒子(C1)以外の他の粒子(C2)としては、金属酸化物粒子、金属粒子、顔料系粒子、樹脂粒子等が挙げられる。
金属粒子の材料としては、金属(Ag、Ru等)、合金(AgPd、RuAu等)等が挙げられる。
顔料系粒子としては、無機顔料(チタンブラック、カーボンブラック等)、有機顔料が挙げられる。
樹脂粒子の材料としては、アクリル樹脂、ポリスチレン、メラニン樹脂等が挙げられる。
粒子(C2)は、中実粒子でもよく、中空粒子でもよく、多孔質粒子等の穴あき粒子でもよい。
多孔質球状シリカ粒子の細孔容積は、0.5〜1.5cm3/gが好ましい。
多孔質球状シリカ粒子の市販品としては、日産化学工業社製のライトスター(登録商標)シリーズが挙げられる。
粒子(C)は、鱗片状粒子(C1)を含むことが好ましく、さらに粒子(C2)を含んでもよい。鱗片状粒子(C1)を含むことで、防眩膜のヘイズが高まり、より優れた防眩性能が得られる。また、粒子(C2)に比べて、鱗片状粒子(C1)を含ませた場合、防眩膜の膜厚を厚くしたときにクラックや膜剥がれが生じにくい。
バインダ(D)(ただしシリカ前駆体(A)を除く。)としては、液体媒体(B)に溶解または分散する無機物や樹脂等が挙げられる。
無機物としては、たとえばシリカ以外の金属酸化物前駆体(金属:チタン、ジルコニウム、等)が挙げられる。
樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等が挙げられる。
塗料組成物は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で添加剤(E)をさらに含んでいてもよい。
添加剤(E)としては、たとえば、極性基を有する有機化合物(E1)、紫外線吸収剤、赤外線反射剤、赤外線吸収剤、反射防止剤、レベリング性向上のための界面活性剤、耐久性向上のための金属化合物等が挙げられる。
極性基を有する有機化合物(E1)としては、粒子(C)の凝集抑制効果の点から、分子中に水酸基および/またはカルボニル基を有するものが好ましく、分子中に水酸基、アルデヒド基(−CHO)、ケト基(−C(=O)−)、エステル結合(−C(=O)O−)、カルボキシ基(−COOH)からなる群から選ばれる1種以上を有するものがより好ましく、分子中にカルボキシ基、水酸基、アルデヒド基およびケト基からなる群から選ばれる1種以上を有するものがさらに好ましい。
セルロース誘導体としては、ポリヒドロキシアルキルセルロースが挙げられる。
有機酸(ただし、不飽和カルボン酸重合体を除く。)としては、ギ酸、しゅう酸、モノクロル酢酸、ジクロルム酢酸、トリクロル酢酸、クエン酸、酒石酸、マレイン酸等が挙げられる。
なお、アルコキシシラン等の加水分解に触媒として有機酸を用いた場合、該有機酸も有機化合物(E1)としての有機酸に含まれる。
なお、テルペン化合物には液状媒体として機能するものもあるが、「イソプレンを構成単位とする(C5H8)nの組成の炭化水素」であるものは、テルペン誘導体に該当し、液状媒体には該当しないものとする。
テルペン誘導体としては、テルペンアルコール(α−テルピネオール、テルピネン4−オール、L−メントール、(±)シトロネロール、ミルテノール、ボルネオール、ネロール、ファルネソール、フィトール等)、テルペンアルデヒド(シトラール、β−シクロシトラール、ペリラアルデヒド等)、テルペンケトン((±)しょうのう、β−ヨノン等)、テルペンカルボン酸(シトロネル酸、アビエチン酸等)、テルペンエステル(酢酸テルピニル、酢酸メンチル等)等が挙げられる。
耐久性向上のための金属化合物としては、ジルコニウムキレート化合物、チタンキレート化合物、アルミニウムキレート化合物等が好ましい。ジルコニウムキレート化合物としては、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、ジルコニウムトリブトキシステアレート等が挙げられる。
塗料組成物中のシリカ前駆体(A)と粒子(C)との合計の含有量は、塗料組成物中の固形分(100質量%)(ただし、シリカ前駆体(A)はSiO2換算とする。)のうち、30〜100質量%が好ましく、40〜100質量%がより好ましい。シリカ前駆体(A)と粒子(C)との合計の含有量が前記範囲の下限値以上であれば、防眩膜の基材との密着性に優れる。シリカ前駆体(A)と粒子(C)との合計の含有量が前記範囲の上限値以下であれば、防眩膜のクラックや膜剥がれが抑えられる。
塗料組成物の固形分濃度は、塗料組成物の全量(100質量%)のうち、1〜8質量%が好ましく、2〜6質量%がより好ましい。固形分濃度が前記範囲の下限値以上であれば、塗料組成物の液量を少なくできる。固形分濃度が前記範囲の上限値以下であれば、防眩膜の膜厚の均一性が向上する。
塗料組成物の固形分濃度は、塗料組成物中の、液状媒体(B)以外の全成分の含有量の合計である。ただし、シリカ前駆体(A)の含有量は、SiO2換算である。
液状媒体(B1)の含有量は、液状媒体(B)の全量に対して90質量%以上が好ましい。液状媒体(B1)の含有量は、液状媒体(B)の全量に対して100質量%であっても構わない。
粒子(C)が鱗片状粒子(C1)を含み、シリカ前駆体(A)がテトラアルコキシシランの加水分解縮合物を含む場合は、所望の性能を有する防眩膜を高いレベルで再現性よく製造できる点から、テトラアルコキシシランの溶液、またはテトラアルコキシシランおよびその加水分解縮合物の混合物の溶液と、鱗片状粒子(C1)の分散液とを混合した後、鱗片状粒子(C1)の存在下でテトラアルコキシシランを加水分解し、縮合させることが好ましい。
基材上への前記塗料組成物の塗布は、回転霧化頭を備える静電塗装ガンを備える静電塗装装置を用いて、前記塗料組成物を帯電させ噴霧することにより行われる。これにより、基材上に、前記塗料組成物の塗膜が形成される。
図2は、静電塗装装置の一例を示す概略図である。
静電塗装装置10は、コーティングブース11と、チェーンコンベア12と、複数の静電塗装ガン17と、高電圧発生装置18と、排気ボックス20とを具備する。
チェーンコンベア12は、コーティングブース11を貫通し、導電性基板21およびこの上に載せられた基材3を所定方向に搬送するようになっている。
複数の静電塗装ガン17は、チェーンコンベア12の上方のコーティングブース11内に、基材3の搬送方向に交差する方向に並んで配置され、それぞれに高電圧ケーブル13、塗料組成物の供給ライン14、塗料組成物の回収ライン15、および2系統のエアの供給ライン16a、16bが接続されている。
高電圧発生装置18は、高電圧ケーブル13を介して静電塗装ガン17に接続され、かつ接地されている。
排気ボックス20は、静電塗装ガン17およびチェーンコンベア12の下方に配置され、排気ダクト19が接続されている。
静電塗装ガン17のノズル先端部および塗料組成物の供給ライン14、および回収ライン15には高電圧が印加されるため、静電塗装ガン17、供給ライン14、および回収ライン15と、金属からなる部分(たとえば、ノズルセットフレーム、コーティングブース11の側壁貫通部分等の金属部分)との接続部分は、樹脂等で絶縁処理されている。
導電性基板21としては、基材3の温度降下を抑制し、かつ温度分布を均一化できることから、金属メッシュトレイが好ましい。
図3は、静電塗装ガン17の断面模式図である。図4は、静電塗装ガン17を前方から見た正面模式図である。
静電塗装ガン17は、ガン本体30と、回転霧化頭40とを備える。回転霧化頭40は、ガン本体30の前端部に、軸線を前後方向に向けて配置されている。
静電塗装ガン17においては、回転霧化頭40を回転駆動することにより、回転霧化頭40に供給された塗料組成物を遠心力により霧化して放出(すなわち、噴霧)するようになっている。
なお、静電塗装ガン17の説明において、前方、前端等における「前」は、塗料組成物の噴霧方向を示し、その反対方向が後方である。図2、3中の下方が、静電塗装ガン17中の前方である。
ガン本体30内には、図示しないエアタービンモータが設けられ、このエアタービンモータには回転軸32が設けられている。また、エアタービンモータには、2系統のエアの供給ライン16a、16bのうちの1系統(たとえば、供給ライン16a)が接続され、供給ライン16aからのエア圧によって回転軸32の回転数を制御できるようになっている。回転軸32は、回転霧化頭40と同軸上に、塗料供給管31を包囲するように配置されている。
なお、ここでは回転軸32の回転駆動手段としてエアタービンモータを用いる例を示したが、エアタービンモータ以外の回転駆動手段を用いてもよい。
複数の吹出口33は、静電塗装ガン17の正面視において、軸心を中心とする同心円上に等間隔で開口するように形成されている。また、複数の吹出口33は、静電塗装ガン17の側面視において、静電塗装ガン17の前方に向かって次第に軸心から離れるように形成されている。
第1部品41は、軸取付部43と、軸取付部43から前方に延出した形態の保持部44と、保持部44から前方に延出した形態の周壁45と、周壁45から前方へ延出した形態の拡径部47と、周壁45と拡径部47の境界位置において第1部品41の中心孔を前後に区画する形態の前面壁49とが一体に形成されたものである。
周壁45の内周面は、回転霧化頭40の軸線方向における全領域に亘り、前方に向かって次第に拡径するテーパ状の誘導面46となっている。
拡径部47は、前方に向かってカップ状に拡径した形態であり、拡径部47の前面は、前方に向かって次第に拡径した形態の拡散面48となっている。
拡径部47の拡散面48の外周縁48aには、全周にわたって、塗料組成物の微粒化のための微細な切り込みが多数、略等間隔に設けられている。
前面壁49には、前面壁49の外周縁を前後に貫通した形態の流出孔50が形成されている。流出孔50は、円形をなし、周方向において等角度ピッチで複数形成されている。また、流出孔50の貫通方向は、周壁45の誘導面46の傾斜方向と平行である。
前面壁49の後面のうち中央部分は、後方に向かって突出した円錐状となっている。また、この中央部分には、前面壁49の前面の中心部から後方に延び、途中で3つに分岐して円錐状の部分の周面上に開口する貫通孔53が形成されている。
回転霧化頭40においては、前面壁49、周壁45及び後面壁52によって囲まれた空間が貯留室Sとされている。この貯留室Sは、複数の流出孔50を介して拡散面48に連通している。
静電塗装ガン17においては、塗料供給管31の前端の吐出口31aが貯留室S内に開口するように、塗料供給管31の前端部が後面壁52の中央の貫通孔に挿入されている。これにより、塗料供給管31を介して塗料組成物を貯留室S内に供給できるようになっている。
静電塗装装置10においては、下記のようにして基材3上に塗料組成物が塗布される。
基材3を、導電性基板21上に設置する。また、高電圧発生装置18によって、静電塗装ガン17に高電圧を印加する。同時に、塗料組成物の供給ライン14から塗料組成物を静電塗装ガン17に供給するとともに、2系統のエアの供給ライン16a、16bそれぞれからエアを静電塗装ガン17に供給する。
エアの供給ライン16bから供給されるエアは、ガン本体30内のエア供給路35にエアが供給され、シェービングエアとして吹出口33の開口から吹き出される。
エアの供給ライン16aから供給されるエアは、ガン本体30内のエアタービンモータを駆動させ、回転軸32を回転させる。これにより、塗料組成物の供給ライン14から塗料供給管31を通して貯留室S内に供給された塗料組成物が、遠心力により周壁45の誘導面46に沿って前方へ移動し、流出孔50を通過して拡散面48へ供給される。塗料組成物の一部は、中央部分の貫通孔53を通過して拡散面48へ供給され得る。ここで、周壁45の誘導面46は、流出孔50に向かって拡径したテーパ状をなすので、貯留室S内の塗料組成物は、遠心力により、貯留室S内に残留することなく確実に流出孔50に到達する。
そして、拡散面48に供給された塗料組成物は、遠心力により拡散面48に沿って拡散されながら外周縁48a側へ移動し、拡散面48に塗料組成物の液膜を形成し、拡径部47の拡散面48の外周縁48aにおいて微粒化され、液滴となって放射状に飛散する。
回転霧化頭40から飛散した塗料組成物の液滴は、シェービングエアの流れによって基材3方向に導かれる。また、前記液滴は、マイナス電荷を帯びており、接地された基材3に向かって静電引力によって引き寄せられる。そのため、基材3の表面に効率よく付着する。
2系統のエアの供給ライン16a、16bそれぞれから静電塗装ガン17に供給するエア圧によって、塗料組成物の塗布パターンを制御することができる。
塗料組成物の塗布パターンとは、静電塗装ガン17から噴霧された塗料組成物の液滴によって基材上に形成されるパターンを示す。
静電塗装ガン17内のエアタービンモータに供給されるエアのエア圧を高くすると、回転軸32の回転速度が上昇し、回転霧化頭40の回転速度が上昇することにより、回転霧化頭40から飛散する液滴の大きさが小さくなり、塗布パターンが大きくなる傾向を示す。
静電塗装ガン17内のエア供給路35に供給されるエアのエア圧を高くし、吹出口33から吹き出されるエア(シェービングエア)のエア圧を高くすると、回転霧化頭40から飛散する液滴の広がりが抑制され、塗布パターンが小さくなる傾向を示す。
カップ回転数は、静電塗装装置10に付属の計測器(図示略)により測定できる。
焼成工程では、塗布工程で基材上に形成された、塗料組成物の塗膜を焼成して防眩膜とする。
焼成は、塗料組成物を基材に塗布する際に基材を加熱することによって塗布と同時に行ってもよく、塗料組成物を基材に塗布した後、塗膜を加熱することによって行ってもよい。
焼成温度は、30℃以上が好ましく、たとえば基材がガラスである場合は100〜750℃がより好ましく、150〜550℃がさらに好ましい。
以上説明した本発明の防眩膜付き基材の製造方法にあっては、回転霧化頭を備える静電塗装ガンで噴霧する塗料組成物として、シリカ前駆体(A)および粒子(C)の少なくとも一方と、液状媒体(B)とを含み、かつ液状媒体(B)が、沸点150℃以下の液状媒体(B1)を、液状媒体(B)の全量に対して86質量%以上含む塗料組成物を用いることにより、防眩膜を形成できる。これは、塗料組成物の液滴が基材上に付着した後、迅速に液状媒体(B1)が揮発することで、液滴が基板上で広がりにくく、付着した時点の形状を充分に保った状態で成膜される(すなわち、液状媒体(B)の全体が除去される。また、シリカ前駆体(A)を含む場合にはシリカ前駆体(A)がマトリックスになる。)ためと考えられる。
また、前記静電塗装ガンから噴霧された塗料組成物の液滴は、マイナス電荷を帯びているため、接地された基材に向かって静電引力によって引き寄せられる。そのため、帯電させずに噴霧する場合に比べて、基材上に効率よく付着する。
そのため、本発明の防眩膜付き基材の製造方法にあっては、任意のヘイズや60°鏡面光沢度の防眩膜を形成するに際して必要な塗布回数や塗料組成物の塗布量を低減できる。
これは、防眩膜の凹凸形状の違いによるものと考えられる。すなわち、本発明者らの検討によれば、2流体スプレーノズルを用いたスプレー法では、液滴が基材上にたたきつけられるため、塗料組成物の基材への着弾時に液滴が王冠状になる。これとともに液状媒体が揮発して王冠状の凹凸が形成される。他方、回転霧化頭を備える静電塗装ガンを用いる場合、液滴は、比較的緩やかに基板上に落下するため、基材への着弾時に液滴がドーム状になる。これとともに液状媒体が揮発してドーム状の凹凸が形成される。このような形状の違いが生じることが、防眩性能に影響していると考えられる。
本発明の防眩膜付き基材の用途としては、特に限定されない。具体例としては、車両用透明部品(ヘッドライトカバー、サイドミラー、フロント透明基板、サイド透明基板、リア透明基板、インスツルメントパネル表面等。) 、メータ、建築窓、ショーウインドウ、ディスプレイ(ノート型パソコン、モニタ、LCD、PDP、ELD、CRT、PDA等)、LCDカラーフィルタ、タッチパネル用基板、ピックアップレンズ、光学レンズ、眼鏡レンズ、カメラ部品、ビデオ部品、CCD用カバー基板、光ファイバ端面、プロジェクタ部品、複写機部品、太陽電池用透明基板(カバーガラス等。)、携帯電話窓、バックライトユニット部品(導光板、冷陰極管等。)、バックライトユニット部品液晶輝度向上フィルム(プリズム、半透過フィルム等。)、液晶輝度向上フィルム、有機EL発光素子部品、無機EL発光素子部品、蛍光体発光素子部品、光学フィルタ、光学部品の端面、照明ランプ、照明器具のカバー、増幅レーザー光源、反射防止フィルム、偏光フィルム、農業用フィルム等が挙げられる。
本発明の物品は、前記防眩膜付き基材を備える。
本発明の物品は、前記防眩膜付き基材からなるものでもよく、前記防眩膜付き基材以外の他の部材をさらに備えるものでもよい。
本発明の物品の例としては、前記で防眩膜付き基材の用途として挙げたもの、それらのいずれか1種以上を備える装置、等が挙げられる。
装置としては、例えば画像表示装置、照明装置、太陽電池モジュール等が挙げられる。
本発明の物品は、ヘイズ、光沢度、防眩性等の光学特性の点で、画像表示装置であることが好ましい。
防眩膜付き基材は、画像表示装置本体の保護板として、画像表示装置本体に一体に設けられてもよく、各種フィルタとして、画像表示装置本体の視認側に配置されてもよい。
製造方法(P)は、鱗片状シリカ粒子が凝集したシリカ凝集体を含むシリカ粉体をpH2以下で酸処理する工程と、酸処理したシリカ粉体をpH8以上でアルカリ処理し、シリカ凝集体を解膠する工程と、アルカリ処理したシリカ粉体を湿式解砕し、鱗片状シリカ粒子を得る工程とを有する。
シリカ−Xおよびシリカ−Yは、X線回折パタ−ンは異なるが、電子顕微鏡で観察される粒子外観は極似しており、いずれも鱗片状シリカ粒子を得るために好ましく用いることができる。
シリカ−YのX線回折のスペクトルは、ASTMカード番号31−1233に該当する2θ=5.6°、25.8°および28.3°の主ピークを特徴とする。
シリカ凝集体のX線回折のスペクトルとしては、シリカ−Xおよび/またはシリカ−Yの主ピークを特徴とするものが好ましい。
シリカ凝集体を含むシリカ粉体の形成方法としては、出発原料としてのシリカヒドロゲル、シリカゾルおよび含水ケイ酸のうち1種以上をアルカリ金属塩の存在下に水熱処理する方法が挙げられる。なお、シリカ粉体は、この方法で形成されたものに限定されず、任意の方法で形成されたものも包含する。
出発原料としてシリカヒドロゲルを用いることによって、シリカ凝集体としてシリカ−X、シリカ−Y等を、より低温度、短時間の反応で、クオーツ等の結晶を生成させることなく、しかも収率高く形成できる。
シリカヒドロゲルとしては、粒子状シリカヒドロゲルが好ましい。シリカヒドロゲルの粒子形状は、球状であっても不定形粒状であってもよい。シリカヒドロゲルの造粒方法は、適宜選択できる。
ケイ酸アルカリ金属水溶液と鉱酸水溶液とを、放出口を備えた容器内に別個の導入口から導入して瞬間的に均一混合し、SiO2濃度換算で130g/L以上、pH7〜9であるシリカゾルを生成させる。このシリカゾルを、放出口から空気等の気体媒体中に放出し、空中でゲル化させる。ゲル化させたものを、水を張った熟成槽に落下させて数分〜数十分間熟成させ、酸を添加し、水洗して球状のシリカヒドロゲルを得る。
シリカゾルとしては、シリカおよびアルカリ金属を特定量含むシリカゾルを用いることが好ましい。
シリカゾルとしては、シリカ(SiO2換算)とアルカリ金属(Me2O換算。ただし、Meは、Li、Na、K等のアルカリ金属である。以下同じ。)とのモル比(SiO2/Me2O)が1.0〜3.4であるケイ酸アルカリ金属水溶液を、イオン交換樹脂法、電気透析法等によって脱アルカリしたシリカゾルが好適に用いられる。このシリカゾルのSiO2/Me2Oは、3.5〜20が好ましく、4.5〜18がより好ましい。
ケイ酸アルカリ金属水溶液としては、水ガラス(すなわち、ケイ酸ナトリウム水溶液)を適宜水で希釈したもの等が好ましい。
シリカゾル中のシリカの平均粒子径は、1〜100nmが好ましい。平均粒子径が100nm以下であれば、シリカゾルの安定性が良好となる。
シリカゾルとしては、活性ケイ酸と称される平均粒子径1〜20nm以下のものが特に好ましい。
含水ケイ酸を出発原料として用いる場合、シリカゾルと同様の方法でシリカ凝集体を含むシリカ粉体を形成できる。
シリカヒドロゲル、シリカゾルおよび含水ケイ酸のシリカ源のうち1種以上をアルカリ金属塩の存在下に、オートクレーブ等の加熱圧力容器中で加熱して水熱処理を行うことによって、シリカ凝集体を含むシリカ粉体を形成できる。
シリカ源を水熱処理するため、オートクレーブに仕込むに先立って、蒸留水、イオン交換水等の精製水をさらに加えて、シリカ濃度を所望の範囲に調整してもよい。
球状のシリカヒドロゲルを用いる場合、そのまま使用してもよく、粉砕または粗粉砕して、平均粒子径を0.1〜6mm程度としてもよい。
オートクレーブ内の処理液中の総SiO2濃度は、撹拌効率、結晶成長速度、収率等を考慮して選択され、通常、全仕込み原料基準で1〜30質量%が好ましく、10〜20質量%がより好ましい。処理液中の総SiO2濃度は、系内の総SiO2濃度のことであり、シリカ源中のSiO2のみでなく、アルカリ金属塩としてケイ酸ナトリウム等を用いた場合は、ケイ酸ナトリウム等により系に持ち込まれるSiO2を加えた値である。
得られるシリカ粉体の平均粒子径は、7〜25μmが好ましく、7〜11μmがより好ましい。
シリカ粉体には、鱗片状シリカ粒子が凝集したシリカ凝集体が含まれる。シリカ凝集体は、鱗片状シリカ粒子が凝集して不規則に重なり合って形成される間隙を有する凝集体形状のシリカ3次粒子である。シリカ凝集体は、シリカ粉体を走査型電子顕微鏡(以下、SEMとも記す。)を用いて確認できる。
製造方法(P)によれば、シリカ凝集体から、鱗片状のシリカ2次粒子まで微細化することができ、さらに薄片状のシリカ1次粒子まで微細化することも可能である。
酸処理の方法としては、シリカ粉体を含む分散体(スラリー状の分散体も含む。)(以下、シリカ分散体とも記す。)に、系のpHが2以下になるように酸性液を添加して、任意で撹拌しながら処理する方法が挙げられる。
シリカ凝集体を含むシリカ粉体をpH2以下で酸処理することによって、後工程のアルカリ処理においてシリカ凝集体の解膠を促進でき、湿式解砕工程後に不定形シリカ粒子の発生を抑えることができる。
また、酸処理を行うことによって、シリカ粉体に含まれるアルカリ金属塩を除去できる。シリカ粉体が水熱処理によって形成されたものである場合、水熱処理においてアルカリ金属塩が添加されている。
酸処理は、処理を充分に行うために、室温下で8時間以上行うことが好ましい。
シリカ分散体中のSiO2濃度は、5〜15質量%が好ましい。シリカ分散体のpHは、10〜12が好ましい。
シリカ分散体と酸性液との配合割合は、pHが2以下となるように調整すればよく、特に制限されない。
洗浄方法としては、シリカ分散体を濾過または遠心分離する際に水洗する方法が挙げられる。
洗浄後のシリカ分散体は、水を添加する、または濃縮して、固形分濃度を調整してもよい。洗浄後にシリカケーキとして回収される場合は、水を添加してシリカ分散体とすることができる。洗浄後のシリカ分散体のpHは、4〜6が好ましい。
酸処理後のシリカ粉体に対し、任意に、アルミン酸処理を施してもよい。
アルミン酸処理によって、シリカ粉体中のシリカ粒子の表面にアルミニウム(Al)を導入させて、負に帯電させるように表面改質することができる。負に帯電したシリカ粉体は、酸性媒体に対する分散性を高めることができる。
混合は、10〜30℃で0.5〜2時間行うことが好ましい。
加熱処理は、加熱還流条件で行うことが好ましく、80〜110℃で4時間以上行うことが好ましい。
アルミン酸塩(Al2O3換算)とシリカ粉体(SiO2換算)とのモル比(Al2O3/SiO2)は、0.00040〜0.00160が好ましい。
アルミン酸塩の水溶液の濃度は、1〜3質量%が好ましい。
アルミン酸塩の水溶液の添加量は、シリカ分散体中のSiO2の100質量部に対し、5.8〜80.0質量部が好ましい。
シリカ分散体中のSiO2濃度は、5〜20質量%が好ましい。シリカ分散体のpHは、6〜8が好ましい。
酸処理し、必要に応じてアルミン酸処理した後のシリカ粉体を、pH8以上でアルカリ処理し、シリカ凝集体を解膠する。
アルカリ処理によって、シリカ凝集体の強固な結合を解膠して、個々の鱗片状シリカ粒子の形態に近づけることができる。
アルカリ処理によって、シリカ粉体に含まれるシリカ粒子のほぼ全量が個々の鱗片状シリカ粒子に解膠されてもよく、その一部のみが解膠されて凝集体が残っていてもよい。また、シリカ分散体に含まれるシリカ凝集体は、すべての部分が個々の鱗片状シリカ粒子に解膠されてもよく、その一部分のみが解膠されて凝集体部分が残っていてもよい。残った凝集体は、後工程の湿式解砕工程で個々の鱗片状シリカ粒子に解砕できる。
アルカリ処理は、10〜50℃で1〜48時間行うことが好ましく、2〜24時間行うことがより好ましい。
アルカリ性液としては、アルカリ金属塩を含む水溶液を用いることができる。また、アルカリ性液として、アンモニア水(NH4 +OH−)を用いてもよい。
アルカリ金属塩の量は、シリカ分散体中のSiO2の1gに対して、0.4〜2.5ミリモルが好ましく、0.5〜2ミリモルがより好ましい。
シリカ分散体中のSiO2濃度は、3〜7質量%が好ましい。シリカ分散体のpHは、8〜11が好ましい。
シリカ分散体とアルカリ性液との配合割合については、pHが8以上となるように調整すればよく、特に制限されない。
アルカリ処理後のシリカ分散体には、水を添加する、または濃縮して、固形分量を調整してもよい。アルカリ処理後のシリカ分散体のpHは、8.0〜12.5が好ましい。
アルカリ処理したシリカ粉体を湿式解砕し、鱗片状シリカ粒子を得る。
アルカリ処理したシリカ粉体には、シリカ凝集体が解膠されて、一部残存したシリカ凝集体とともに、シリカ凝集体がある程度微粒化された状態の不定形シリカ粒子が含まれる。これを湿式解砕することで、不定形シリカ粒子をさらに解砕して、個々の鱗片状シリカ粒子を得ることができる。あらかじめ、アルカリ処理しておくことで、湿式解砕において不定形シリカ粒子の解砕を促進することができる。そのため、充分に解砕されずに残る不定形シリカ粒子の量を抑えることができる。
分散体中のSiO2濃度は、0.1〜20質量%が好ましく、解砕効率や粘度上昇による作業効率を考慮すると、0.1〜15質量%がより好ましい。
湿式解砕後のシリカ粉体は、任意にカチオン交換処理してもよい。
カチオン交換処理することによって、シリカ粉体に含まれるカチオン、特に金属イオンを除去できる。
カチオン交換樹脂としては、水素型(H型)カチオン交換樹脂が好ましく、たとえば、スルホン酸基、カルボキシル基またはリン酸基等を有するカチオン交換樹脂が挙げられる。カチオン交換樹脂の量は、シリカ分散体中のSiO2の100質量部に対し、3〜20質量部が好ましい。
シリカ分散体中のSiO2濃度は、3〜20質量%が好ましい。シリカ分散体のpHは、4以下が好ましい。
後述する例1〜14のうち、例1〜8、10は実施例であり、例9、11〜14は比較例である。
各例で使用した評価方法および材料を以下に示す。
(算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz)
防眩膜の表面の算術平均粗さRaおよび最大高さ粗さRzは、それぞれ、表面粗さ計(東京精密社製、サーフコム(登録商標)1500DX)を用い、JIS B0601:2001に記載された方法によって測定した。粗さ曲線用の基準長さlr(カットオフ値λc)は、0.08mmとした。
防眩層付き基材のヘイズは、JIS K7136:2000に規定されている方法で、ヘイズメーター(村上色彩研究所社製、HR−100型)を用いて、防眩層のほぼ中央部で測定した。
防眩層の表面の光沢度として60゜鏡面光沢度を測定した。60゜鏡面光沢度は、JIS Z8741:1997の60゜鏡面光沢度に規定されている方法で、光沢度計(コニカミノルタ社製、MULTI GLOSS 268Plus)を用い、防眩層付き基材の裏面反射は消さず、防眩層のほぼ中央部で測定した。
蛍光灯下に設置された台の上に、防眩層付き基材を、防眩層側を上にして置き、防眩層付き基材への蛍光灯の映り込みを目視により観察し、下記の基準で防眩性を判定した。
◎:蛍光灯の輪郭が認められない。
○:蛍光灯の輪郭がごくわずかに認められる。
△:蛍光灯の輪郭が認められるが許容範囲内である。
×:蛍光灯の輪郭が強く認められる。
××:蛍光灯の輪郭が非常に強く認められる。
(鱗片状シリカ粒子分散液(a)の製造)
「シリカ粉体の形成」
ケイ酸ナトリウム水溶液(SiO2/Na2O=3.0(モル比)、SiO2濃度:21.0質量%)の2000mL/分と、硫酸水溶液(硫酸濃度:20.0質量%)とを、放出口を備えた容器内に別個の導入口から導入して瞬間的に均一混合し、シリカゾルを生成させた。2液の流量比は、放出口から空中に放出されるシリカゾルのpHが7.5〜8.0になるように調整した。シリカゾルを、放出口から連続的に空気中に放出した。シリカゾルは、空気中で球形液滴となり、放物線を描いて約1秒間滞空する間に空中でゲル化した。ゲル化したものを、水を張った熟成槽に落下させて熟成させた。熟成後、pHを6に調整し、さらに充分に水洗して、シリカヒドロゲルを得た。得られたシリカヒドロゲルは、球状粒子であり、平均粒子径は6mmであった。シリカヒドロゲル中のSiO2に対する水の質量比は、4.55倍であった。
得られたシリカ分散体を濾過、洗浄してシリカ粉体を取り出し、TEMを用いて観察した。シリカ粉体にシリカ凝集体が含まれることが確認された。レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置(堀場製作所社製、LA−950、以下同じ。)によるシリカ粉体の平均粒子径は、8.33μmであった。
シリカ粉体を含むシリカ分散体(赤外線水分計によって計測された固形分濃度:13.3質量%、pH:11.4)の10100gをスターラで撹拌しながら、硫酸水溶液(硫酸濃度:20質量%)の1083gを加えた。添加後のpHは1.5であった。そのまま室温下で18時間撹拌を継続し、処理を行った。
酸処理後のシリカ分散体を濾過し、SiO2の1g当たり50mLの水で洗浄した。洗浄後のシリカケーキを回収し、水を加えスラリー状のシリカ分散体を調製した。赤外線水分計で計測したシリカ分散体の固形分濃度は、14.7質量%であり、pHは4.8であった。
酸処理後のシリカ分散体の7000gを10Lのフラスコへ入れ、オーバーヘッドスターラで撹拌しながら、アルミン酸ナトリウム水溶液(濃度:2.02質量%)の197g(Al2O3/SiO2=0.00087(モル比))を少量ずつ加えた。添加後のpHは、7.2であった。添加後、室温下で1時間撹拌を継続した。その後、昇温し加熱還流条件で4時間処理を行った。
アルミン酸処理後のシリカ分散体の775gをスターラで撹拌しながら、水酸化カリウムの43.5g(1ミリモル/g−シリカ)および水の1381gを加えた。添加後のpHは9.9であった。そのまま室温下で24時間撹拌を継続し、処理を行った。アルカリ処理後のシリカ粉体の平均粒子径は、7.98μmであった。
アルカリ処理後のシリカ分散体を、超高圧湿式微粒化装置(吉田機械興業社製、ナノマイザー(登録商標)NM2−2000AR、孔径120μm衝突型ジェネレータ)を用い、吐出圧力130〜140MPaで30パスで処理を行い、シリカ粉体を解砕、分散化した。解砕後のシリカ分散体のpHは、9.3であり、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置による平均粒子径は、0.182μmであった。
解砕後のシリカ分散体の1550gにカチオン交換樹脂の161mLを添加し、オーバーヘッドスターラで撹拌しながら、室温下で17時間処理した。その後、カチオン交換樹脂を分離した。カチオン交換後のシリカ分散体のpHは、3.7であった。
カチオン交換後のシリカ分散体を限外濾過膜(ダイセンメンブレンシステム製、MOLSEP(登録商標)、分画分子量:150000)にて処理し、濃度調整した。
得られたシリカ分散体(鱗片状シリカ粒子分散液(a))からシリカ粒子を取り出し、TEMにて観察したところ、不定形シリカ粒子を実質的に含まない鱗片状シリカ粒子のみであることが確認された。
鱗片状シリカ粒子分散液(a)に含まれる鱗片状シリカ粒子の平均粒子径は、湿式解砕後と同じであり、0.182μmであった。平均アスペクト比は、188であった。
赤外線水分計で計測した鱗片状シリカ粒子分散液(a)の固形分濃度は、5.0質量%であった。
変性エタノール(日本アルコール販売社製、ソルミックス(登録商標)AP−11、エタノールを主剤とした混合溶媒、沸点78℃。以下同じ。)の34.33gを撹拌しながら、シリケート40(多摩化学工業社製、テトラエトキシシランおよびその加水分解縮合物の混合物、固形分濃度(SiO2換算):40質量%、溶媒:エタノール(10%以下)。以下同じ。)の4.20gおよび鱗片状シリカ粒子分散液(a)の2.00gを加え、30分間撹拌した。これに、イオン交換水の3.55gおよび硝酸水溶液(硝酸濃度:61質量%)の0.06gの混合液を加え、60分間撹拌し、固形分濃度(SiO2換算)が4.0質量%のベース液(b)を調製した。なお、SiO2換算固形分濃度は、シリケート40のすべてのSiがSiO2に転化したときの固形分濃度である。
変性エタノールの3.85gを撹拌しながら、イオン交換水の0.37gおよび硝酸水溶液(硝酸濃度:61質量%)の0.01gの混合液を加え、5分間撹拌した。次いで、1,6−ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン(信越化学工業社製、KBM−3066、固形分濃度(SiO2換算):37質量%)の0.54gを加え、ウォーターバス中60℃で15分間撹拌し、固形分濃度(SiO2換算)が4.3質量%のシラン化合物溶液(c)を調製した。
ベース液(b)の44.14gを撹拌しながら、シラン化合物溶液(c)の4.77gを加え、60分間撹拌した。これに、変性エタノールの4.09gを加え、室温で30分間撹拌し、固形分濃度(SiO2換算)が4.0質量%の塗布液(d)を得た。
ベース液(b)の44.14gを撹拌しながら、シラン化合物溶液(c)の4.77gを加え、60分間撹拌した。これに、変性エタノールの54.09gを加え、室温で30分間撹拌し、固形分濃度(SiO2換算)が2.0質量%の塗布液(e)を得た。
変性エタノールの34.33gを撹拌しながら、シリケート40の4.76gおよび鱗片状シリカ粒子分散液(a)の2.00gを加え、30分間撹拌した。これに、イオン交換水の3.55gおよび硝酸水溶液(硝酸濃度:61質量%)の0.06gの混合液を加え、室温で60分間撹拌し、固形分濃度(SiO2換算)が4.0質量%のベース液(f)を得た。なお、SiO2換算固形分濃度は、シリケート40のすべてのSiがSiO2に転化したときの固形分濃度である。
ベース液(f)に、変性エタノールの51.09gを加え、室温で30分間撹拌し、固形分濃度(SiO2換算)が2.0質量%の塗布液(g)を得た。
変性エタノールの34.33gを撹拌しながら、シリケート40の4.45gを加え、30分間撹拌した。これに、イオン交換水の3.55gおよび硝酸水溶液(硝酸濃度:61質量%)の0.06gの混合液を加え、室温で60分間撹拌し、固形分濃度(SiO2換算)が4.0質量%のベース液(h)を得た。なお、SiO2換算固形分濃度は、シリケート40のすべてのSiがSiO2に転化したときの固形分濃度である。
ベース液(h)に、変性エタノールの151.09gを加え、室温で30分間撹拌し、固形分濃度(SiO2換算)が1.0質量%の塗布液(i)を得た。
ベース液(f)に、変性エタノールの96.09gおよびイソブチルアルコール(沸点108℃)5gを加え、室温で30分間撹拌し、固形分濃度(SiO2換算)が2.0質量%の塗布液(j)を得た。
ベース液(f)に、変性エタノールの96.09gおよびジアセトンアルコール(沸点166℃)5gを加え、室温で30分間撹拌し、固形分濃度(SiO2換算)が2.0質量%の塗布液(k)を得た。
ベース液(f)に、変性エタノールの96.09gおよび1−ペンタノール(沸点138℃)5gを加え、室温で30分間撹拌し、固形分濃度(SiO2換算)が2.0質量%の塗布液(l)を得た。
ベース液(f)に、変性エタノールの96.09gおよび1−ヘキサノール(157℃)5gを加え、室温で30分間撹拌し、固形分濃度(SiO2換算)が2.0質量%の塗布液(m)を得た。
変性エタノールの72.1gを撹拌しながら、これにイオン交換水の6.0gと61質量%硝酸の1.23gとの混合液を加え、5分間撹拌した。これに、シリケート40(SiO2換算固形分濃度:40質量%)の9.0gを加え、室温で30分間撹拌した。これに、変性エタノールの7.2gを撹拌しながら、これにイオン交換水の0.7gと61質量%硝酸の0.15gと、1,6−ビストリメトキシシリルヘキサンを1.04g加え、5分間撹拌後、60度で15分撹拌した液を加えた。これに、エチレングリコール(沸点197℃)の2.8gを加え、室温で30分間撹拌し、SiO2換算固形分濃度が3.78質量%の塗布液(n)を得た。なお、SiO2換算固形分濃度は、シリケート40のすべてのSiがSiO2に転化したときの固形分濃度である。
変性エタノールの34.33gを撹拌しながら、シリケート40の4.20gおよび鱗片状シリカ粒子分散液(a)の2.00gを加え、30分間撹拌した。これに、イオン交換水の3.55gおよび硝酸水溶液(硝酸濃度:61質量%)の0.06gの混合液を加え、60分間撹拌した。これに、多孔質球状シリカ粒子(日産化学工業社製、ライトスター(登録商標)LA−S23A、固形分濃度(SiO2換算):23質量%、分散媒:水)の0.09gを加え、15分間撹拌し、固形分濃度(SiO2換算)が4.1質量%のベース液(o)を調製した。なお、SiO2換算固形分濃度は、シリケート40のすべてのSiがSiO2に転化したときの固形分濃度である。
ベース液(o)を撹拌しながら、シラン化合物溶液(c)を加え、60分間撹拌した。これに、変性エタノールの51.09gを加え、室温で30分間撹拌し、固形分濃度(SiO2換算)が2.0質量%の塗布液(p)を得た。
(基材の洗浄)
基材として、ソーダライムガラス(旭硝子社製。FL1.1。サイズ:100mm×100mm、厚さ:1.1mmのガラス基板。)を用意した。該ガラスの表面を炭酸水素ナトリウム水で洗浄後、イオン交換水でリンスし、乾燥させた。
図1に示した静電塗布装置10と同様の構成の静電塗装装置(液体静電コーター、旭サナック社製)を用意した。静電塗装ガンとしては、回転霧化式自動静電ガン(旭サナック社製、サンベル、ESA120、70φカップ)を用意した。
基材の接地をより取りやすくするために、導電性基板として金属メッシュトレイを用意した。
静電塗装装置のコーティングブース内の温度を25±1℃、湿度を50%±10%に調節した。
静電塗装装置のチェーンコンベア上に、あらかじめ30℃±3℃に加熱しておいた洗浄済みの基材を、導電性基板を介して置いた。チェーンコンベアで等速搬送しながら、基材のトップ面(フロート法による製造時に溶融スズに接した面の反対側の面)に、表1に示す塗布条件による静電塗装法によって塗布液(d)を塗布した後、大気中、450℃で30分間焼成し、防眩膜付き基材を得た。
得られた防眩膜付き基材について、前記の評価を行った。結果を表1に示す。
塗布条件を表1に示すとおりに変更した以外は例1と同様にして例2〜例11の防眩膜付き基材を作製した。得られた防眩膜付き基材について前記の評価を行った。結果を表1に示す。
スプレーロボットとして、6軸塗装用ロボット(川崎ロボティックス社製、JF−5)を用いた。ノズルとしては、VAUノズル(二流体スプレーノズル、スプレーイングシステムジャパン社製)を用いた。
すなわち、VAUノズルのエアー吐出圧を0.4MPaに設定し、洗浄済みの基材(ガラス基板22)上を750mm/分の速度で横方向に移動し、ついで、前方へ22mm移動し、そこから基材(ガラス基板22)上を750nm/分のスピードで横方向に移動する。VAUノズルの移動は、あらかじめ30℃±3℃に加熱しておいた洗浄済みの基材の全面をVAUノズルがスキャニングするまで実施する。該方法で基材の全面に塗布液を塗布したものを1面コート品と呼ぶ。該1面コート品の上に、同様の方法で塗布液を塗布したものを2面コート品と呼ぶ。同様に2面コート品の上に、塗り重ねしていくことで、3面以上のコート品が得られる。
表2に示す塗布条件によって塗布液(l)を塗布した後、大気中、450℃で30分間焼成し、防眩膜付き基材を得た。
得られた防眩膜付き基材について、前記の評価を行った。結果を表2に示す。
塗布条件を表2に示すとおりに変更した以外は、例12と同様にして例13〜例14の防眩膜付き基材を作製した。得られた防眩膜付き基材について前記の評価を行った。結果を表2に示す。
上記結果に示すとおり、沸点150℃以下の液状媒体の割合が、液状媒体の全量に対して86質量%以上である塗料組成物(塗布液d、e、g、i、j、l)を、回転霧化式自動静電ガンで塗布した例1〜8、例10では、相対値0.6〜4の短いコート時間で、充分な防眩性を有する防眩膜付き基材が得られた。
一方、沸点150℃以下の液状媒体の割合がシリカ前駆体と液状媒体の合計量に対して86質量%未満である塗料組成物(塗布液k、m)を、回転霧化式自動静電ガンで塗布した例9、例11では、得られた防眩膜付き基材の防眩性が不充分であった。
スプレーコート法により塗料組成物(塗布液l、n)を塗布した例12〜14では、防眩性判定結果が○または◎の防眩膜付き基材を得るために、相対値9〜35のコート時間を要した。
なお、2014年6月2日に出願された日本特許出願2014−114399号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
5 防眩膜 10 静電塗装装置
11 コーティングブース 12 チェーンコンベア
13 高電圧ケーブル 14 塗料組成物の供給ライン
15 塗料組成物の回収ライン 16 エアの供給ライン
17 静電塗装ガン 18 高電圧発生装置
19 排気ダクト 20 排気ボックス
21 導電性基板 30 ガン本体
31 塗料供給管 32 回転軸
33 吹出口 35 エア供給路
40 回転霧化頭 41 第1部品
42 第2部品 43 軸取付部
44 保持部 45 周壁
46 誘導面 47 拡径部
48 拡散面 49 前面壁
50 流出孔 51 筒状部
52 後面壁 53 貫通孔
S 貯留室
Claims (10)
- 基材と、前記基材上に形成された防眩膜とを備える防眩膜付き基材の製造方法であって、
シリカ前駆体(A)および粒子(C)の少なくとも一方と、液状媒体(B)とを含み、かつ前記液状媒体(B)が、沸点150℃以下の液状媒体(B1)を、前記液状媒体(B)の全量に対して86質量%以上含む塗料組成物を準備する工程と、
回転霧化頭を備える静電塗装ガンを備える静電塗装装置を用いて、前記塗料組成物を帯電させ噴霧することにより前記基材上に塗布して塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を焼成することにより防眩膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする、防眩膜付き基材の製造方法。 - 前記塗料組成物を塗布する際の前記回転霧化頭の回転速度が、5000〜80000rpmである、請求項1に記載の防眩膜付き基材の製造方法。
- 前記塗料組成物を塗布する際に、前記静電塗装ガンから0.01〜0.3MPaのエア圧でシェービングエアを吹き出させる、請求項1または2に記載の防眩膜付き基材の製造方法。
- 前記塗料組成物中のシリカ前駆体(A)と粒子(C)との合計の含有量が、塗料組成物中の固形分(100質量%)(ただし、シリカ前駆体(A)はSiO2換算とする。)のうち、30〜100質量%である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の防眩膜付き基材の製造方法。
- 塗料組成物中のシリカ前駆体(A)の含有量が、塗料組成物中の固形分(100質量%)(ただし、シリカ前駆体(A)はSiO2換算とする。)のうち、35〜95質量%である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の防眩膜付き基材の製造方法。
- 前記塗料組成物中の粒子(C)の含有量が、塗料組成物中の固形分(100質量%)(ただし、シリカ前駆体(A)はSiO2換算とする。)のうち、3〜40質量%である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の防眩膜付き基材の製造方法。
- 前記塗料組成物中の液状媒体(B)の含有量は、塗料組成物の固形分濃度が塗料組成物の全量(100質量%)のうち、1〜8質量%に応じた量とされている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の防眩膜付き基材の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の防眩膜付き基材の製造方法により得られる防眩膜付き基材。
- 請求項8に記載の防眩膜付き基材を備える物品。
- 画像表示装置である、請求項9に記載の物品。
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