JP2020138189A - ガラスコーティング層形成方法及びこれにより得られるガラスコーティング層 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)ポリシラザンと、ケイ酸塩と、有機溶媒とを混合及び攪拌し、前記有機溶媒中の水分と、前記ポリシラザン及び前記ケイ酸塩とを反応させ、コロイド状シリカ微粒子を含む前処理液を得る工程、
(2)前記前処理液に、更に前記ポリシラザンを混合して、コーティング組成物を得る工程、
(3)前記コーティング組成物を被塗布物に複数回塗布して石垣構造を有するガラスコーティング層を形成する工程、
を含むこと、
を特徴とするガラスコーティング層形成方法、を提供する。
本実施形態のガラスコーティング層形成方法は、(1)ポリシラザンと、ケイ酸塩と、有機溶媒とを混合及び攪拌し、前記有機溶媒中の水分と、前記ポリシラザン及び前記ケイ酸塩とを反応させ、コロイド状シリカ微粒子を含む前処理液を得る第一工程、(2)前記前処理液に、更に前記ポリシラザンを混合して、コーティング組成物と得る第二工程、並びに、(3)前記コーティング組成物を被塗布物に回塗布して石垣構造を有するガラスコーティング層を形成する第三工程、を含むこと、を特徴とする。
まず、第一の工程において、ポリシラザンと、ケイ酸塩と、有機溶媒とを混合及び攪拌し、前記有機溶媒中の水分と、前記ポリシラザン及び前記ケイ酸塩とを反応させ、ガスの発生が止まるまで攪拌を継続し、コロイド状シリカ微粒子を含む前処理液を得る。混合は従来公知の方法により行えばよく、常温(例えば15〜30℃、好ましくは20〜25℃)及び大気圧の環境下で混合すればよい。
ポリシラザンとしては、下記のような有機ポリシラザン及び/又は無機ポリシラザンを使用することができる。
本発明における有機ポリシラザンは、例えば下記式(1):
―(SiR1R2NR3)n− ・・・(1)
(式中、R1、R2及びR3は、それぞれ独立して水素原子、アルキル基又はビニル基であり、R1、R2及びR3が全て水素原子である場合を除く。nは正の整数)
で示される単位からなる主骨格を有する化合物である。
本発明においては、上記有機ポリシラザンとともに、下記式(2):
―(SiH2NH)n− ・・・(2)
で示される単位からなる主骨格を有する化合物である無機ポリシラザン、即ちパーヒドロポリシラザンを使用することが好ましい。
ケイ酸塩(シリケート)は、それ自身が水分と加水分解するとともにポリシロキサンとも反応してコロイド状シリカ微粒子の形成を促進する役割を果たす。かかるケイ酸塩としては、いわゆるアルコキシシラン(いわゆる無機系バインダ)を使用することができる。
本発明における前処理液は、上記ポリシラザン(A)及び上記ケイ酸塩(B)とともに有機溶媒を含んでいる。かかる有機溶媒としては、上記有機ポリシラザン(A)及び上記無機ポリシラザン(B)に対して不活性な有機溶媒であれば特に限定されない。
また、上記前処理液は、低温乃至は常温での硬化促進のための触媒を含めることができる。触媒の種類や量により低温で硬化でき、場合によっては常温(例えば15〜30℃、好ましくは20〜25℃)でも硬化ができる。触媒を含み、この触媒は、溶液の形態であるのがよく、塩基触媒及び金属触媒等が挙げられる。
次に、上記のようにして得たコロイド状シリカ微粒子を含む前処理液に、更に前記ポリシラザンを混合して、コーティング組成物と得る。混合は従来公知の方法により行えばよく、常温(例えば15〜30℃、好ましくは20〜25℃)及び大気圧の環境下で混合すればよい。
そして、前記コーティング組成物を被塗布物に塗布して石垣構造を有するガラスコーティング層を形成する。塗布回数は1回でも複数回でもよいが、高い硬度及び強度とともに、緩衝性及び柔軟性を有するガラスコーティング層を形成するためには、可能な限り均質に複数回塗布するのが好ましい。
(1)有機ポリシラザンとしてのヘキサメチルジシラザン(信越化学工業(株)製、商品名HMDS3)のジブチルエーテル10%溶液を50ccと、無機ポリシラザンとしてのペルヒドロポリシラザンのジブチルエーテル10%溶液(商品名アクアミカNL120A、クラリアントジャパン(株)製の希釈品)を30ccと、コルコート社製のイソプロピルアルコールを含むエチルシリケート28を400ccとを、混合して10分間攪拌した。これにより、コロイド状シリカ微粒子を含む前処理液を調製した。コロイド状シリカ微粒子が形成されていることは電子顕微鏡により確認した。
(1)表面硬度(H)
得られたガラスコーティング層の表面硬度をJIS規定による鉛筆硬度として測定した。表面硬度は9Hであった。
(2)落下試験
ガラスコーティング層を形成したiPhone4(登録商標)を、高さ1mの位置からコンクリート製の地面に落下させ、ディスプレイにクラックやヒビが入ったり、割れたりしないか、耐落下特性を目視により観察した。クラックやヒビ、割れは一切見受けられなかった。
(3)耐衝撃変形性
ガラスコーティング層を形成したディスプレイに対し、デュポン衝撃変形試験を実施し、ディスプレイにクラックやヒビが入ったり、割れたりしないかを目視により観察した。クラックやヒビ、割れは一切見受けられなかった。
(4)成膜性
透明性を有する平滑なガラスコーティング層が形成されているか否か、成膜性を目視により観察した。良好な膜(ガラスコーティング層)が形成されていた。
(5)構造観察
上記のようにして形成したガラスコーティング層について、透過電子顕微鏡(TEM)を用いて、FEI Technai G2、F30(300kV)、Gatan Enfina使用、ビーム集束径0.7nmの条件で、断面構造を観察した。その結果を図1に示した。なお、スケールバーの寸法は200nmである。
Claims (6)
- (1)ポリシラザンと、ケイ酸塩と、有機溶媒とを混合及び攪拌し、前記有機溶媒中の水分と、前記ポリシラザン及び前記ケイ酸塩とを反応させ、コロイド状シリカ微粒子を含む前処理液を得る工程、
(2)前記前処理液に、更に前記ポリシラザンを混合して、コーティング組成物を得る工程、並びに、
(3)前記コーティング組成物を被塗布物に複数回塗布して石垣構造を有するガラスコーティング層を形成する工程、
を含むこと、
を特徴とするガラスコーティング層形成方法。 - 前記ポリシラザンが有機ポリシラザン及び無機ポリシラザンを含むこと、
を特徴とする請求項1に記載のガラスコーティング層形成方法。 - 前記工程(1)及び/又は前記工程(2)において、更に触媒を混合すること、
を特徴とする請求項1又は2に記載のガラスコーティング層形成方法。 - 前記触媒がPd触媒であること、
を特徴とする請求項1〜3のうちのいずれかに記載のガラスコーティング層形成方法。 - 前記被塗布物の被塗布面が、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、樹脂、革、木又は紙で構成されていること、
を特徴とする請求項1〜4のうちのいずれかに記載のガラスコーティング層形成方法。 - 請求項1〜5のうちのいずれかのガラスコーティング層形成方法によって形成されるガラスコーティング層であって、
石垣構造を有することを特徴とするガラスコーティング層。
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