JP2021059744A - Brittle material particulate, method of manufacturing brittle material film, and composite structure - Google Patents

Brittle material particulate, method of manufacturing brittle material film, and composite structure Download PDF

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Noriyuki Nakazawa
憲幸 仲沢
明渡 純
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純 明渡
浩章 野田
Hiroaki Noda
浩章 野田
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Abstract

To provide a brittle material particulate capable of forming a transparent thick brittle material film even on a resin base material without requiring a ground layer, to provide a method of manufacturing a brittle material film using the brittle material particle, and to provide a composite structure having the brittle material film by the manufacturing method.SOLUTION: There is provided a brittle material particulate for forming a brittle material film on a base material by an aerosol deposition method (AD method), the brittle material particulate (except glass) including one or more kinds of materials selected from a group of compounds of a boron atom, a metal atom, and an oxygen atom, and mixtures of aluminum oxide and boron oxide. A method of manufacturing the brittle material film includes a step of forming the brittle material film by applying the brittle material particle onto the base material by the AD method. A composite structure has, on the base material, the brittle material film formed by the method of manufacturing the brittle material film.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、脆性材料微粒子、脆性材料膜の製造方法および複合構造物に関する。 The present invention relates to fine particles of brittle material, a method for producing a film of brittle material, and a composite structure.

従来、脆性材料を基材に衝突させ基材表面に脆性材料構造物を形成する方法として、エアロゾルガスデポジッション法(以下、AD法ということがある)が知られている(例えば、特許文献1参照)。AD法は、金属基材やガラス基材に比べて樹脂基材の表面へ脆性材料構造物を形成することが難しいとされている(例えば、特許文献2参照)。 Conventionally, as a method of colliding a brittle material with a base material to form a brittle material structure on the surface of the base material, an aerosol gas deposit method (hereinafter, may be referred to as an AD method) is known (for example, Patent Document 1). reference). It is said that it is more difficult for the AD method to form a brittle material structure on the surface of a resin base material than a metal base material or a glass base material (see, for example, Patent Document 2).

国際公開第01/27348号International Publication No. 01/27348 特開2003−034003号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-034003

樹脂基材の表面へ脆性材料構造物を形成するために、例えば、特許文献2では、樹脂基材表面にその一部が食い込む硬質材料からなる下地層が形成され、この下地層の上に多結晶で且つ実質的に結晶配向性がなく更に結晶同士の界面にガラス層からなる粒界層が実質的に存在しない脆性材料構造物が形成されていることを特徴とする樹脂と脆性材料との複合構造物を提案している。 In order to form a brittle material structure on the surface of the resin base material, for example, in Patent Document 2, a base layer made of a hard material in which a part of the brittle material structure bites into the surface of the resin base material is formed, and many base layers are formed on the base layer. The resin and the brittle material are characterized in that a brittle material structure is formed which is crystalline and has substantially no crystal orientation and further has substantially no grain boundary layer composed of a glass layer at the interface between the crystals. We are proposing a composite structure.

しかし、特許文献2の複合構造物では、樹脂基材表面に樹脂基材を加熱して軟化状態にしながら特定の下地層を形成する必要があり、下地層を形成しない場合、酸化アルミニウムの構造物の膜厚が9μmであり、厚くすることができないという問題がある。 However, in the composite structure of Patent Document 2, it is necessary to form a specific base layer on the surface of the resin base material while heating the resin base material in a softened state. If the base layer is not formed, the structure is made of aluminum oxide. The film thickness is 9 μm, and there is a problem that the thickness cannot be increased.

また、マンガン酸リチウム(LMO)やチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)など、樹脂基材上に、膜厚10μm以上の脆性材料膜を形成可能な脆性材料が知られているが、このような脆性材料から形成される脆性材料膜(脆性材料構造物)は、有色不透明であり、透明ではない。 Further, there are known brittle materials such as lithium manganate (LMO) and lead zirconate titanate (PZT) that can form a brittle material film having a thickness of 10 μm or more on a resin substrate. Such brittleness The brittle material film (brittle material structure) formed from the material is colored opaque and not transparent.

このように、下地層を設けずに、樹脂基材上に、膜厚の厚い(例えば10μm以上)、透明な脆性材料膜を形成可能な脆性材料はこれまでなかった。 As described above, there has been no brittle material capable of forming a transparent brittle material film having a thick film thickness (for example, 10 μm or more) on the resin base material without providing the base layer.

そこで、本発明は、下地層がなくとも、樹脂基材上にも、透明で膜厚の厚い、脆性材料膜を形成可能な脆性材料微粒子を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide brittle material fine particles capable of forming a transparent, thick, brittle material film on a resin base material without a base layer.

本発明の別の目的は、上記脆性材料微粒子を用いた脆性材料膜の製造方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a method for producing a brittle material film using the above-mentioned brittle material fine particles.

本発明の別の目的は、上記脆性材料膜の製造方法による脆性材料膜を有する複合構造物を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a composite structure having a brittle material film according to the method for producing a brittle material film.

本発明に係る脆性材料微粒子は、
基材上にエアロゾルデポジション法(AD法)により脆性材料膜を形成するための脆性材料微粒子であって、ホウ素原子と金属原子と酸素原子との化合物、および酸化アルミニウムと酸化ホウ素との混合物からなる群より選択される1種以上を含む、脆性材料微粒子(ただし、ガラスを除く。)である。本発明に係る脆性材料微粒子によれば、下地層がなくとも、樹脂基材上にも、透明で膜厚の厚い、脆性材料膜を形成することができる。
The brittle material fine particles according to the present invention are
Brittle material fine particles for forming a brittle material film on a substrate by the aerosol deposition method (AD method), from a compound of a boron atom, a metal atom and an oxygen atom, and a mixture of aluminum oxide and boron oxide. It is a brittle material fine particle (excluding glass) containing one or more selected from the above group. According to the brittle material fine particles according to the present invention, a transparent, thick, brittle material film can be formed on a resin base material even without a base layer.

本発明に係る脆性材料微粒子の一実施形態では、前記金属原子が、Zn、MgおよびAlからなる群より選択される1種以上である。 In one embodiment of the brittle material fine particles according to the present invention, the metal atom is one or more selected from the group consisting of Zn, Mg and Al.

本発明に係る脆性材料膜の製造方法は、上記脆性材料微粒子を、エアロゾルデポジション法(AD法)により、基材上に適用して、脆性材料膜を形成する工程を含む、脆性材料膜の製造方法である。本発明に係る脆性材料膜の製造方法によれば、下地層がなくとも、樹脂基材上にも、透明で膜厚の厚い、脆性材料膜を形成することができる。 The method for producing a brittle material film according to the present invention includes a step of applying the above-mentioned brittle material fine particles onto a substrate by an aerosol deposition method (AD method) to form a brittle material film. It is a manufacturing method. According to the method for producing a brittle material film according to the present invention, a transparent, thick, brittle material film can be formed on a resin base material without a base layer.

本発明に係る複合構造物は、基材上に、上記脆性材料膜の製造方法による脆性材料膜を有する、複合構造物である。本発明に係る複合構造物によれば、樹脂基材上に、下地層がなく、透明で膜厚の厚い、脆性材料膜を有することもできる。 The composite structure according to the present invention is a composite structure having a brittle material film according to the above-mentioned method for producing a brittle material film on a base material. According to the composite structure according to the present invention, it is also possible to have a transparent, thick, brittle material film without a base layer on the resin base material.

本発明によれば、下地層がなくとも、樹脂基材上にも、透明で膜厚の厚い、脆性材料膜を形成可能な脆性材料微粒子を提供することができる。また、本発明によれば、上記脆性材料微粒子を用いた脆性材料膜の製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、上記脆性材料膜の製造方法による脆性材料膜を有する複合構造物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide brittle material fine particles capable of forming a transparent, thick, brittle material film on a resin base material without a base layer. Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing a brittle material film using the above-mentioned brittle material fine particles. Further, according to the present invention, it is possible to provide a composite structure having a brittle material film according to the method for producing a brittle material film.

以下、本発明の実施形態について説明する。これらの記載は、本発明の例示を目的とするものであり、本発明を何ら限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. These descriptions are for the purpose of exemplifying the present invention and do not limit the present invention in any way.

本発明において、「化合物」とは、別段の記載のない限り、2種以上の元素の原子からなる純物質に加えて、固溶体および混晶を含む物質を意味する。そのため、本発明における「化合物」には、固溶体または混晶ではない単なる混合物は含まれない。本発明において、「固溶体」とは、独立した元素または化合物として存在する2種以上の物質が固体で互いに溶けた状態のものを意味する。本発明において、「混晶」とは、化学成分が異なり、結晶構造を有する2種以上の物質が互いに混合して形成された結晶を意味する。 In the present invention, the term "compound" means a substance containing a solid solution and a mixed crystal in addition to a pure substance consisting of atoms of two or more kinds of elements, unless otherwise specified. Therefore, the "compound" in the present invention does not include a solid solution or a simple mixture that is not a mixed crystal. In the present invention, the "solid solution" means a state in which two or more substances existing as independent elements or compounds are solid and dissolved in each other. In the present invention, "mixed crystal" means a crystal formed by mixing two or more substances having different chemical components and having a crystal structure with each other.

本発明において、2以上の実施形態を任意に組み合わせることができる。 In the present invention, two or more embodiments can be arbitrarily combined.

(脆性材料膜の製造方法)
本発明に係る脆性材料膜の製造方法は、本発明に係る脆性材料微粒子を、エアロゾルデポジション法(AD法)により、基材上に適用して、脆性材料膜を形成する工程を含む、脆性材料膜の製造方法である。
(Manufacturing method of brittle material film)
The method for producing a brittle material film according to the present invention includes a step of applying the brittle material fine particles according to the present invention onto a substrate by an aerosol deposition method (AD method) to form a brittle material film. This is a method for manufacturing a material film.

以下、本発明に係る脆性材料膜の製造方法で用いる脆性材料微粒子、形成される脆性材料膜、AD法および基材について例示説明する。 Hereinafter, the brittle material fine particles used in the method for producing a brittle material film according to the present invention, the brittle material film to be formed, the AD method, and the base material will be described as examples.

(脆性材料微粒子)
本発明に係る脆性材料微粒子は、
基材上にエアロゾルデポジション法(AD法)により脆性材料膜を形成するための脆性材料微粒子であって、ホウ素原子と金属原子と酸素原子との化合物、および酸化アルミニウムと酸化ホウ素との混合物からなる群より選択される1種以上を含む、脆性材料微粒子(ただし、ガラスを除く。)である。
(Brittle material fine particles)
The brittle material fine particles according to the present invention are
Brittle material fine particles for forming a brittle material film on a substrate by the aerosol deposition method (AD method), from a compound of a boron atom, a metal atom and an oxygen atom, and a mixture of aluminum oxide and boron oxide. It is a brittle material fine particle (excluding glass) containing one or more selected from the above group.

本発明に係る脆性材料微粒子によれば、比較的低温(例えば、10〜40℃、以下同じ)下で、下地層がなくとも、樹脂基材上にも、透明で膜厚の厚い、脆性材料膜を形成することができる。また、従来、比較的低温下で、下地層がなしに、樹脂基材上に、透明で膜厚の厚い、脆性材料膜を形成することはできなかった。そのため、このような脆性材料膜を形成可能な本発明に係る脆性材料微粒子によれば、比較的低温下であっても、下地層の有無、基材の種類、脆性材料膜の透明性、および脆性材料膜の厚みに関わらず、脆性材料膜を形成することができる。すなわち、本発明に係る脆性材料微粒子によれば、下地層があってもなくても脆性材料膜を形成することができ、樹脂基材上であっても樹脂基材以外の基材上であっても脆性材料膜を形成することができ、透明であるか、不透明であるか、無色か有色かにかかわらず、脆性材料膜を形成することができ、膜厚が厚くても薄くても脆性材料膜を形成することができる。 According to the brittle material fine particles according to the present invention, a brittle material that is transparent and has a thick film thickness even on a resin substrate at a relatively low temperature (for example, 10 to 40 ° C., the same applies hereinafter) even if there is no base layer. A film can be formed. Further, conventionally, it has not been possible to form a transparent, thick, brittle material film on a resin base material at a relatively low temperature without a base layer. Therefore, according to the brittle material fine particles according to the present invention capable of forming such a brittle material film, the presence or absence of the base layer, the type of the base material, the transparency of the brittle material film, and the transparency of the brittle material film even at a relatively low temperature. The brittle material film can be formed regardless of the thickness of the brittle material film. That is, according to the brittle material fine particles according to the present invention, the brittle material film can be formed with or without the base layer, and even on the resin base material, it is on a base material other than the resin base material. Even if it can form a brittle material film, it can form a brittle material film regardless of whether it is transparent, opaque, colorless or colored, and it is brittle regardless of whether it is thick or thin. A material film can be formed.

理論に拘束されることを望むものではないが、本発明に係る脆性材料微粒子が、下地層がなくとも、樹脂基材上にも、透明で膜厚の厚い、脆性材料膜を形成することができる理由は、AD法によって脆性材料微粒子が基材上に衝突して、脆性材料微粒子が粉々になり、堆積して脆性材料膜を形成する際に、粉々になった脆性材料微粒子が塑性変形してAD法によるエネルギーによって潰れて、粉々になった脆性材料微粒子間の空隙が無くなるためと推測される。脆性材料膜を構成する脆性材料微粒子間に空隙があると、その空隙中の空気と、脆性材料微粒子との屈折率差によって、光散乱が生じて、脆性材料膜は不透明になると推測されるためである。 Although it is not desired to be bound by the theory, the brittle material fine particles according to the present invention may form a transparent, thick, brittle material film on the resin base material even without the base layer. The reason for this is that the brittle material fine particles collide with the base material by the AD method, and the brittle material fine particles are shattered, and when they are deposited to form a brittle material film, the shattered brittle material fine particles are plastically deformed. It is presumed that this is because the voids between the brittle material fine particles that have been crushed and shattered by the energy of the AD method disappear. If there are voids between the brittle material fine particles constituting the brittle material film, it is presumed that light scattering occurs due to the difference in refractive index between the air in the voids and the brittle material fine particles, and the brittle material film becomes opaque. Is.

本発明に係る脆性材料微粒子は、ホウ素原子(B)と金属原子(M)と酸素原子(O)との化合物、および酸化アルミニウムと酸化ホウ素との混合物からなる群より選択される1種以上を含む。脆性材料微粒子は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The brittle material fine particles according to the present invention are one or more selected from the group consisting of a compound of a boron atom (B), a metal atom (M) and an oxygen atom (O), and a mixture of aluminum oxide and boron oxide. Including. The brittle material fine particles may be used alone or in combination of two or more.

ホウ素原子(B)と金属原子(M)と酸素原子(O)との化合物における金属原子(M)としては、例えば、ナトリウム(Na)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、カリウム(K)、カルシウム(Ca)、スカンジウム(Sc)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、ルビジウム(Rb)、ストロンチウム(Sr)、ジルコニウム(Zr)、モリブデン(Mo)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、カドミウム(Cd)、インジウム(In)、スズ(Sn)、白金(Pt)、金(Au)、鉛(Pb)などが挙げられる。 Examples of the metal atom (M) in the compound of the boron atom (B), the metal atom (M) and the oxygen atom (O) include sodium (Na), magnesium (Mg), indium (Al) and potassium (K). , Calcium (Ca), Scandium (Sc), Titanium (Ti), Vanadium (V), Chromium (Cr), Manganese (Mn), Iron (Fe), Cobalt (Co), Nickel (Ni), Copper (Cu) , Zinc (Zn), gallium (Ga), rubidium (Rb), strontium (Sr), zirconium (Zr), molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), silver (Ag) , Cadmium (Cd), indium (In), tin (Sn), platinum (Pt), gold (Au), lead (Pb) and the like.

本発明に係る脆性材料微粒子の一実施形態では、前記金属原子が、Zn、MgおよびAlからなる群より選択される1種以上である。これにより、脆性材料膜の透明性がより優れる。 In one embodiment of the brittle material fine particles according to the present invention, the metal atom is one or more selected from the group consisting of Zn, Mg and Al. As a result, the transparency of the brittle material film is more excellent.

脆性材料微粒子が含む、ホウ素原子(B)と金属原子(M)と酸素原子(O)との化合物は、少なくともこれらの原子から構成される化合物であればよく、これら3種類の原子のみからなる化合物でもよいし、これら3種類の原子に加えて、水素原子(H)を含む4種類の原子のみからなる化合物でもよい。 The compound of the boron atom (B), the metal atom (M), and the oxygen atom (O) contained in the brittle material fine particles may be a compound composed of at least these atoms, and is composed of only these three types of atoms. It may be a compound, or may be a compound consisting of only four types of atoms including a hydrogen atom (H) in addition to these three types of atoms.

本発明に係る脆性材料微粒子の一実施形態では、前記化合物が、ホウ素原子と金属原子と酸素原子と水素原子との化合物である。 In one embodiment of the brittle material fine particles according to the present invention, the compound is a compound of a boron atom, a metal atom, an oxygen atom and a hydrogen atom.

本発明に係る脆性材料微粒子の一実施形態では、前記化合物におけるホウ素原子(B)と金属原子(M)と酸素原子(O)と水素原子(H)の比率(mol%)は、
B=10〜50mol%、
M=5〜30mol%、
O=30〜70mol%、
H=0〜40mol%である。
In one embodiment of the brittle material fine particles according to the present invention, the ratio (mol%) of the boron atom (B), the metal atom (M), the oxygen atom (O), and the hydrogen atom (H) in the compound is determined.
B = 10-50 mol%,
M = 5-30 mol%,
O = 30-70 mol%,
H = 0 to 40 mol%.

また、脆性材料微粒子が含む、ホウ素原子と金属原子と酸素原子との化合物は、無水物でもよいし、水和物でもよい。 Further, the compound of the boron atom, the metal atom and the oxygen atom contained in the brittle material fine particles may be an anhydride or a hydrate.

本発明に係る脆性材料微粒子の一実施形態では、前記化合物が、水和物である。 In one embodiment of the brittle material microparticles according to the present invention, the compound is a hydrate.

本発明に係る脆性材料微粒子の一実施形態では、前記化合物が、示性式 2ZnO−3B−3.5HO、4ZnO−B−HO、2ZnO−2B−3HO、2ZnO−3Bおよび2Zn(BO−3HOからなる群より選択される1種以上である。 In one embodiment of the brittle material fine particles according to the present invention, wherein the compound is rational formula 2ZnO-3B 2 O 3 -3.5H 2 O, 4ZnO-B 2 O 3 -H 2 O, 2ZnO-2B 2 O 3 One or more selected from the group consisting of -3H 2 O, 2 ZnO-3B 2 O 3 and 2 Zn (BO 2 ) 2 -3H 2 O.

本発明に係る脆性材料微粒子の別の実施形態では、前記化合物が、ホウ酸亜鉛、ホウ酸マグネシウムおよびホウ酸アルミニウムからなる群より選択される1種以上である。 In another embodiment of the brittle material microparticles according to the present invention, the compound is one or more selected from the group consisting of zinc borate, magnesium borate and aluminum borate.

脆性材料微粒子が含む、ホウ素原子と金属原子と酸素原子との化合物、および酸化アルミニウムと酸化ホウ素との混合物のうち、当該化合物は、当該混合物よりも脆性材料膜の透明性が高いため好ましい。一実施形態では、本発明に係る脆性材料微粒子は、ホウ素原子と金属原子と酸素原子との化合物である(すなわち、脆性材料微粒子が酸化アルミニウムと酸化ホウ素との混合物を含まない)。 Of the compounds of boron atom, metal atom and oxygen atom and the mixture of aluminum oxide and boron oxide contained in the brittle material fine particles, the compound is preferable because the brittle material film has higher transparency than the mixture. In one embodiment, the brittle material microparticles according to the present invention are compounds of boron atoms, metal atoms and oxygen atoms (ie, the brittle material microparticles do not contain a mixture of aluminum oxide and boron oxide).

本発明に係る脆性材料微粒子が含む、ホウ素原子と金属原子と酸素原子との化合物としては、市販品を用いてもよい。例えば、示性式 2ZnO−3B−3.5HOのホウ酸亜鉛としては、US Borax社のFireBrakeZBなどが挙げられる。例えば、示性式 4ZnO−B−HOのホウ酸亜鉛としては、US Borax社のFireBrake415などが挙げられる。例えば、示性式 2ZnO−2B−3HOのホウ酸亜鉛としては、Zibo WuweiIndustrial社のZinc borate 223Bなどが挙げられる。例えば、示性式 2ZnO−3Bのホウ酸亜鉛としては、US Borax社のFireBrake500などが挙げられる。例えば、示性式2MgO−3B−xHOのホウ酸マグネシウムとしては、富田製薬社ホウ酸マグネシウムなどが挙げられる。 As the compound of the boron atom, the metal atom and the oxygen atom contained in the brittle material fine particles according to the present invention, a commercially available product may be used. For example, zinc borate rational formula 2ZnO-3B 2 O 3 -3.5H 2 O, and the like US Borax Inc. FireBrakeZB. For example, as the zinc borate of the demonstrative formula 4ZnO-B 2 O 3- H 2 O, FireBrake415 of US Borax Co., Ltd. and the like can be mentioned. For example, zinc borate rational formula 2ZnO-2B 2 O 3 -3H 2 O, and the like Zibo WuweiIndustrial's Zinc borate 223B. For example, zinc borate rational formula 2ZnO-3B 2 O 3, and the like FireBrake500 of US Borax Inc.. For example, magnesium borate rational formula 2MgO-3B 2 O 3 -xH 2 O, and the like Tomita Seiyaku magnesium borate.

脆性材料微粒子が含む、酸化アルミニウムと酸化ホウ素との混合物は、少なくとも酸化アルミニウムと酸化ホウ素を含む混合物であればよく、酸化アルミニウムと酸化ホウ素のみからなる混合物でもよいし、酸化アルミニウムと酸化ホウ素に加えて、水酸化アルミニウムおよびホウ酸からなる群より選択される1種以上を含む混合物でもよい。 The mixture of aluminum oxide and boron oxide contained in the brittle material fine particles may be a mixture containing at least aluminum oxide and boron oxide, a mixture consisting only of aluminum oxide and boron oxide, or in addition to aluminum oxide and boron oxide. It may be a mixture containing one or more selected from the group consisting of aluminum hydroxide and boric acid.

脆性材料微粒子が含む、酸化アルミニウムと酸化ホウ素との混合物としては、例えば、酸化アルミニウムと酸化ホウ素との混合物、酸化アルミニウムと水酸化アルミニウムと酸化ホウ素との混合物、酸化アルミニウムと酸化ホウ素とホウ酸との混合物、酸化アルミニウムと水酸化アルミニウムと酸化ホウ素とホウ酸との混合物などが挙げられる。 Examples of the mixture of aluminum oxide and boron oxide contained in the brittle material fine particles include a mixture of aluminum oxide and boron oxide, a mixture of aluminum oxide, aluminum hydroxide and boron oxide, aluminum oxide, boron oxide and boric acid. Examples thereof include a mixture of aluminum oxide, aluminum hydroxide, boron oxide and boric acid.

本発明に係る脆性材料微粒子が含む、酸化アルミニウムと酸化ホウ素との混合物としては、市販品を用いてもよい。例えば、酸化アルミニウムと水酸化アルミニウムと酸化ホウ素とホウ酸との混合物としては、寺田薬泉工業社の商品名ホウ酸アルミニウム(Al−Al(OH)−B−B(OH))などが挙げられる。 As the mixture of aluminum oxide and boron oxide contained in the brittle material fine particles according to the present invention, a commercially available product may be used. For example, as a mixture of aluminum oxide, aluminum hydroxide, boron oxide, and boric acid, the trade name of Terada Yakusen Kogyo Co., Ltd. is aluminum borate (Al 2 O 3- Al (OH) 3- B 2 O 3- B ( OH) 3 ) and the like can be mentioned.

本発明に係る脆性材料微粒子は、ガラス(ガラスのみの微粒子)ではない。ガラスのみを微粒子化してAD法により脆性材料膜を形成しても所望の効果が得られないためである。 The brittle material fine particles according to the present invention are not glass (fine particles of glass only). This is because the desired effect cannot be obtained even if only the glass is made into fine particles to form a brittle material film by the AD method.

本発明に係る脆性材料微粒子は、ホウ素原子と金属原子と酸素原子との化合物、および酸化アルミニウムと酸化ホウ素との混合物に加えて、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その他の化合物(本発明の「化合物」ではない一般的な意味の「化合物」である。以下同じ。)を含んでいてもよい。その他の化合物としては、例えば、酸化ホウ素(B)、酸化アルミニウム(Al)、ガラスなどが挙げられる。 The brittle material fine particles according to the present invention include, in addition to a compound of a boron atom, a metal atom and an oxygen atom, and a mixture of aluminum oxide and boron oxide, other compounds (the present invention) as long as the gist of the present invention is not deviated. It is not a "compound" of "compound" but a "compound" in a general sense. The same shall apply hereinafter). Examples of other compounds include boron oxide (B 2 O 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), glass and the like.

本発明に係る脆性材料微粒子が、ホウ素原子と金属原子と酸素原子との化合物、および酸化アルミニウムと酸化ホウ素との混合物に加えて、その他の化合物を含む場合、脆性材料微粒子における、ホウ素原子と金属原子と酸素原子との化合物、および酸化アルミニウムと酸化ホウ素との混合物からなる群より選択される1種以上の含有割合は、例えば、脆性材料微粒子の総質量に対して、20〜99.9質量%、または50〜99.9質量%である。ホウ素原子と金属原子と酸素原子との化合物、および酸化アルミニウムと酸化ホウ素との混合物の含有割合が高いと脆性材料膜の透明性が向上し好ましい。 When the brittle material fine particles according to the present invention contain other compounds in addition to a compound of a boron atom, a metal atom and an oxygen atom, and a mixture of aluminum oxide and boron oxide, the boron atom and the metal in the brittle material fine particles The content ratio of one or more selected from the group consisting of a compound of an atom and an oxygen atom and a mixture of aluminum oxide and boron oxide is, for example, 20 to 99.9 mass with respect to the total mass of brittle material fine particles. %, Or 50-99.9% by mass. A high content ratio of a compound of a boron atom, a metal atom and an oxygen atom, and a mixture of aluminum oxide and boron oxide is preferable because the transparency of the brittle material film is improved.

本発明に係る脆性材料微粒子の、形状、粒径、粒度分布などは、適宜調節すればよく、特に限定されない。例えば、形状としては非球形であることが好ましい。粒度分布としては、個数基準のD50が0.1〜10μmであることが好ましく、0.7〜3μmであることがより好ましい。 The shape, particle size, particle size distribution, etc. of the brittle material fine particles according to the present invention may be appropriately adjusted and are not particularly limited. For example, the shape is preferably non-spherical. As for the particle size distribution, the number-based D50 is preferably 0.1 to 10 μm, and more preferably 0.7 to 3 μm.

本発明に係る脆性材料微粒子は、樹脂基材よりも硬いため、樹脂基材の表面に脆性材料微粒子を用いた十分な膜厚の脆性材料膜を形成すれば、樹脂基材に優れた耐傷つき性とガスバリア性を付与することができる。 Since the brittle material fine particles according to the present invention are harder than the resin base material, if a brittle material film having a sufficient thickness is formed on the surface of the resin base material, the resin base material is excellently scratch resistant. Brittleness and gas barrier properties can be imparted.

<脆性材料膜>
脆性材料膜は、上記脆性材料微粒子を用いて形成された膜である。
<Brittle material film>
The brittle material film is a film formed by using the above-mentioned brittle material fine particles.

脆性材料膜は、透明でもよいし、不透明でもよいし、膜厚が薄くてもよいし、膜厚が厚くてもよい。本発明に係る脆性材料微粒子を用いて形成された脆性材料膜は、透明で膜厚が厚い脆性材料膜とすることが可能である。 The brittle material film may be transparent, opaque, thin, or thick. The brittle material film formed by using the brittle material fine particles according to the present invention can be a transparent and thick brittle material film.

脆性材料膜の透明性の測定は、基材上に形成された脆性材料膜の表面を3μmのダイヤモンドコンパウンドで研磨して、表面散乱光を除去した後、日本電色工業社製のヘイズメーター 商品名NDH2000を用いて行う。測定方法はJIS K 7136に準拠し、前方散乱によって、入射光から0.044rad(2.5°)以上逸れた透過光の割合(百分率)をヘイズ値とする。脆性材料膜の膜厚が10μm以上の場合、膜厚の影響を排除するため、同一サンプルの膜厚10μm以下の箇所のヘイズ値と膜厚10μm以上の箇所のヘイズ値とから、膜厚10μmに相当するヘイズ値を算出する。 To measure the transparency of the brittle material film, the surface of the brittle material film formed on the substrate is polished with a 3 μm diamond compound to remove surface scattered light, and then a haze meter product manufactured by Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd. This is done using the name NDH2000. The measuring method conforms to JIS K 7136, and the haze value is the ratio (percentage) of transmitted light deviated by 0.044 rad (2.5 °) or more from the incident light due to forward scattering. When the film thickness of the brittle material film is 10 μm or more, in order to eliminate the influence of the film thickness, the haze value at the location where the film thickness is 10 μm or less and the haze value at the location where the film thickness is 10 μm or more of the same sample are reduced to 10 μm. Calculate the corresponding haze value.

上述したように本発明に係る脆性材料微粒子によれば、透明であるか、不透明であるかにかかわらず、脆性材料膜を形成することができる。そのため、本発明に係る脆性材料膜の透明性は、特に限定されず、例えば、脆性材料膜のヘイズ値は1〜60であってもよい。透明な脆性材料膜の場合、ヘイズ値は小さいことが好ましい。透明な脆性材料膜の一実施形態では、脆性材料膜のヘイズ値は、15以下、5以下、3以下または1以下である。 As described above, according to the brittle material fine particles according to the present invention, a brittle material film can be formed regardless of whether it is transparent or opaque. Therefore, the transparency of the brittle material film according to the present invention is not particularly limited, and for example, the haze value of the brittle material film may be 1 to 60. In the case of a transparent brittle material film, the haze value is preferably small. In one embodiment of the transparent brittle material film, the haze value of the brittle material film is 15 or less, 5 or less, 3 or less or 1 or less.

脆性材料膜が、透明であると、脆性材料膜を形成する対象物が、自動車などの車両の塗装面、プラスチック窓、ディスプレイなど、表面が傷つきやすく、かつ、傷によって美観や視認性などが損なわれる対象物である場合に、当該対象物に、優れた耐傷つき性を付与し、美観や視認性を確保することができることから好適に利用可能である。 When the brittle material film is transparent, the surface of the object forming the brittle material film, such as the painted surface of a vehicle such as an automobile, a plastic window, or a display, is easily scratched, and the scratches impair the aesthetic appearance and visibility. In the case of an object to be used, it can be suitably used because it can impart excellent scratch resistance to the object and ensure aesthetics and visibility.

脆性材料膜を不透明にするあるいは着色する場合、例えば、屈折率の異なる脆性材料を添加する方法や着色顔料を添加する方法が挙げられる。 When the brittle material film is made opaque or colored, for example, a method of adding brittle materials having different refractive indexes and a method of adding a coloring pigment can be mentioned.

脆性材料膜の膜厚は、適宜調節すればよく、特に限定されず、上述したように、厚くてもよいし、薄くてもよい。脆性材料膜の膜厚は、例えば、1〜30μmである。基材が樹脂基材である場合、脆性材料膜の膜厚は、樹脂基材に優れた耐傷つき性とガスバリア性を付与する観点から、5〜30μmであることが好ましく、10〜30μmであることがより好ましい。 The film thickness of the brittle material film may be appropriately adjusted and is not particularly limited, and may be thick or thin as described above. The film thickness of the brittle material film is, for example, 1 to 30 μm. When the base material is a resin base material, the film thickness of the brittle material film is preferably 5 to 30 μm, preferably 10 to 30 μm, from the viewpoint of imparting excellent scratch resistance and gas barrier properties to the resin base material. Is more preferable.

<AD法>
AD法について、従来公知の脆性材料膜を形成する際に用いられるAD法は、例えば、特許文献2に記載のように、従来の脆性材料微粒子を、キャリアガスと共に装置の噴射口から噴出させ、基材表面に衝突させて、基材表面を脆性材料微粒子でコーティングする、または基材表面に脆性材料微粒子からなる下地層を形成する技術である。一方、本発明に係る脆性材料膜の製造方法における本発明に係る脆性材料微粒子を用いて行うAD法も、従来の脆性材料膜を形成する際に用いられるAD法と原理は同じであり、脆性材料微粒子を、キャリアガスと共に装置の噴射口から噴出させ、基材表面に衝突させて、基材表面を脆性材料微粒子でコーティングする方法である。したがって、従来のAD法の装置および条件を使用することができる。従来のAD法の参考として、特許文献2の他、例えば、特開2003−073855号公報、特開2006−130703号公報、特開2012−243629号公報、国際公開第2012/160979号などが挙げられる。
<AD method>
Regarding the AD method, in the AD method used when forming a conventionally known brittle material film, for example, as described in Patent Document 2, conventional brittle material fine particles are ejected together with a carrier gas from an injection port of an apparatus. It is a technique of colliding with the surface of a base material to coat the surface of the base material with fine particles of brittle material, or to form a base layer made of fine particles of brittle material on the surface of the base material. On the other hand, the AD method using the brittle material fine particles according to the present invention in the method for producing a brittle material film according to the present invention has the same principle as the AD method used when forming a conventional brittle material film, and is brittle. This is a method in which the material fine particles are ejected together with the carrier gas from the injection port of the apparatus and collide with the surface of the base material to coat the surface of the base material with the brittle material fine particles. Therefore, the devices and conditions of the conventional AD method can be used. As a reference of the conventional AD method, in addition to Patent Document 2, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-073855, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-130703, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-243629, International Publication No. 2012/160979 and the like can be mentioned. Be done.

脆性材料微粒子を、AD法により基材上に適用する際の温度は、樹脂基材の種類に応じて適宜選択すればよい。基材として樹脂基材を用いる場合、当該温度としては、例えば、0〜100℃であり、10〜40℃が好ましい。基材として樹脂基材以外の、金属基材またはガラス基材などの基材を用いる場合は、当該温度としては、例えば、0〜200℃であり、10〜100℃が好ましい。 The temperature at which the brittle material fine particles are applied onto the base material by the AD method may be appropriately selected according to the type of the resin base material. When a resin base material is used as the base material, the temperature is, for example, 0 to 100 ° C, preferably 10 to 40 ° C. When a base material such as a metal base material or a glass base material other than the resin base material is used as the base material, the temperature is, for example, 0 to 200 ° C., preferably 10 to 100 ° C.

<基材>
AD法により脆性材料膜を形成する対象物である基材は、特に限定されず、公知の基材から選択することができる。基材としては、例えば、樹脂基材、ガラス基材、金属基材などが挙げられる。
<Base material>
The base material on which the brittle material film is formed by the AD method is not particularly limited, and can be selected from known base materials. Examples of the base material include a resin base material, a glass base material, a metal base material, and the like.

樹脂基材としては、公知の樹脂基材を用いることができる。樹脂基材としては、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリイミド、エポキシ樹脂などが挙げられる。また、これらの樹脂基材は、顔料、染料などの色材、機能性無機物などの添加剤を含むものであってもよい。 As the resin base material, a known resin base material can be used. Examples of the resin base material include polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), acrylonitrile, butadiene, styrene (ABS), polypropylene, acrylic resin, polystyrene, polyimide, and epoxy resin. Further, these resin base materials may contain additives such as pigments, coloring materials such as dyes, and functional inorganic substances.

また、樹脂基材は、後述するガラス基材、金属基材、その他、樹脂基材以外の基材の表面に、樹脂被膜(塗膜やコーティング)を有する基材を含む。このような樹脂被膜が樹脂基材と同様に樹脂から構成されるためである。 Further, the resin base material includes a glass base material, a metal base material, and other base materials having a resin film (coating film or coating) on the surface of a base material other than the resin base material, which will be described later. This is because such a resin film is composed of a resin like a resin base material.

ガラス基材としては、公知のガラス基材を用いることができる。ガラス基材としては、例えば、フロートガラス、強化ガラス、耐熱ガラス、防火ガラス、デザインガラス、色ガラス、合わせガラス、アンティークガラス、レトロガラス、すりガラス、複層ガラス、ガラス繊維などが挙げられる。 As the glass base material, a known glass base material can be used. Examples of the glass base material include float glass, tempered glass, heat-resistant glass, fireproof glass, design glass, colored glass, laminated glass, antique glass, retro glass, frosted glass, multilayer glass, and glass fiber.

金属基材としては、公知の金属基材を用いることができる。金属基材としては、例えば、鉄、ステンレス鋼(合金鋼)、アルミニウム、銅などが挙げられる。 As the metal base material, a known metal base material can be used. Examples of the metal base material include iron, stainless steel (alloy steel), aluminum, and copper.

一実施形態では、基材は、樹脂基材、ガラス基材および金属基材からなる群より選択される1種である。別の実施形態では、基材は、樹脂基材、ガラス基材および金属基材からなる群より選択される2種以上の複合基材である。 In one embodiment, the substrate is one selected from the group consisting of resin substrates, glass substrates and metal substrates. In another embodiment, the substrate is two or more composite substrates selected from the group consisting of resin substrates, glass substrates and metal substrates.

AD法により脆性材料膜を形成する対象物(被コーティング物)としては、特に限定されず、適宜選択することができる。対象物としては、例えば、家電などの電子機器のディスプレイ;自動車、電車、バス、タクシーなどの車両(窓および塗装された車体);船;飛行機、ヘリコプターなどの航空機(窓および塗装された本体);自動販売機;道路標識;信号;街灯;LED方式、液晶方式、電球方式などの電光掲示板;メガネ、望遠鏡、カメラ、ビデオカメラ(これらの筺体およびディスプレイ);鏡;衣類;靴などの履物;傘などの雨具;包装材などが挙げられる。 The object (object to be coated) on which the brittle material film is formed by the AD method is not particularly limited and can be appropriately selected. Objects include, for example, displays of electronic devices such as home appliances; vehicles such as automobiles, trains, buses, and taxis (windows and painted bodies); ships; aircraft such as airplanes and helicopters (windows and painted bodies). Vending machines; Road signs; Signals; Street lights; LED, LCD, light bulb, etc. electric bulletin boards; Glasses, telescopes, cameras, video cameras (these housings and displays); Mirrors; Clothing; Footwear such as shoes; Rain gear such as umbrellas; packaging materials, etc.

本発明に係る脆性材料膜の製造方法では、脆性材料微粒子を、AD法により、基材上に適用して、脆性材料膜を形成する工程に加えて、任意にその他の工程を含んでいてもよい。その他の工程としては、例えば、基材を前処理する工程、基材に下地層を形成する工程、形成した脆性材料膜を後処理する工程などが挙げられる。 In the method for producing a brittle material film according to the present invention, in addition to the step of applying the brittle material fine particles on the substrate by the AD method to form the brittle material film, other steps may be optionally included. Good. Examples of other steps include a step of pretreating the base material, a step of forming a base layer on the base material, and a step of post-treating the formed brittle material film.

(複合構造物)
本発明に係る複合構造物は、基材上に、上記脆性材料膜の製造方法による脆性材料膜を有する、複合構造物である。複合構造物は、例えば、上述した対象物上に脆性材料膜を有するものなどが挙げられる。
(Composite structure)
The composite structure according to the present invention is a composite structure having a brittle material film according to the above-mentioned method for producing a brittle material film on a base material. Examples of the composite structure include those having a brittle material film on the above-mentioned object.

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、これらの実施例は、本発明の例示を目的とするものであり、本発明を何ら限定するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but these examples are for the purpose of exemplifying the present invention and do not limit the present invention in any way.

実施例で用いた材料の詳細は以下のとおりである。
ホウ素原子と亜鉛(Zn)原子と酸素原子と水素原子との化合物(ホウ酸亜鉛の水和物)、示性式 2ZnO−3B−3.5HO、表1中、ホウ酸亜鉛と表記:US Borax社の商品名FireBrakeZB
ホウ素原子とマグネシウム(Mg)原子と酸素原子と水素原子との化合物、示性式 2MgO−3B−xHO、表1中、ホウ酸マグネシウムと表記:富田製薬社の商品名ホウ酸マグネシウム
酸化アルミニウムと水酸化アルミニウムと酸化ホウ素とホウ酸との混合物:寺田薬泉工業社の商品名ホウ酸アルミニウム(示性式Al−Al(OH)−B−B(OH)
ホウ酸亜鉛と酸化ホウ素との混合物:ホウ酸亜鉛(US Borax社の商品名FireBrakeZB)と酸化ホウ素(US Borax社の商品名Boric Oxide)との混合物(ホウ酸亜鉛:酸化ホウ素(重量比)=7:3)
酸化ホウ素(B):US Borax社の商品名Boric Oxide
酸化亜鉛(ZnO):和光純薬社製試薬
酸化亜鉛と酸化ホウ素の混合物:酸化亜鉛(和光純薬社製試薬)と酸化ホウ素(US Borax社の商品名Boric Oxide)との混合物(酸化亜鉛:酸化ホウ素(モル比)=2:3)
The details of the materials used in the examples are as follows.
Boron atoms and zinc (Zn) compounds of the atom and the oxygen atom and the hydrogen atom (hydrate of zinc borate), rational formula 2ZnO-3B 2 O 3 -3.5H 2 O, In Table 1, zinc borate Notation: US Borax brand name FireBrakeZB
Compounds of boron atoms and magnesium (Mg) and oxygen atoms and hydrogen atoms, rational formula 2MgO-3B 2 O 3 -xH 2 O, In Table 1, magnesium borate denoted: Tomita Pharmaceutical Co. trade name of boric acid Mixture of magnesium aluminum oxide, aluminum hydroxide, boron oxide, and boric acid: Product name of Terada Yakusen Kogyo Co., Ltd. Aluminum borate (Compound Al 2 O 3- Al (OH) 3- B 2 O 3- B (Differential formula Al 2 O 3-Al (OH) 3-B 2 O 3-B ( OH) 3 )
Mixture of zinc borate and boron oxide: Mixage of zinc borate (trade name FireBrakeZB of US Borax) and boron oxide (trade name of US Borax Boric Oxide) (zinc borate: boron oxide (weight ratio) = 7: 3)
Boron Oxide (B 2 O 3 ): Brand name Boric Oxide of US Borax
Zinc oxide (ZnO): Reagent manufactured by Wako Junyaku Co., Ltd. Mixing of zinc oxide and boron oxide: Mixing of zinc oxide (reagent manufactured by Wako Junyaku Co., Ltd.) and boron oxide (trade name: Boric Oxide of US Borax) (zinc oxide: Zinc oxide (molar ratio) = 2: 3)

実施例で用いた基材の詳細は以下のとおりである。
樹脂基材(ポリカーボネート、表1中、PCと表記):日本テストパネル社の商品名ポリカーボネート
樹脂基材(ポリエチレンテレフタレート、表1中、PETと表記):日本テストパネル社の商品名PET
樹脂基材(アクリル樹脂塗料を塗装したガラス):ガラス板に樹脂塗料を膜厚35μmで塗装したもの
ガラス基材:日本テストパネル社の商品名ガラス
金属基材:SPCC鋼鈑、日本テストパネル社の商品名 SPCC
The details of the base material used in the examples are as follows.
Resin base material (polycarbonate, written as PC in Table 1): Product name of Nippon Test Panel Co., Ltd. Polycarbonate resin base material (polyethylene terephthalate, written as PET in Table 1): Product name PET of Japan Test Panel Co., Ltd.
Resin base material (glass coated with acrylic resin paint): Glass plate coated with resin paint with a film thickness of 35 μm Glass base material: Brand name of Japan Test Panel Co., Ltd. Glass metal base material: SPCC steel plate, Japan Test Panel Co., Ltd. Product name SPCC

AD法による成膜条件の詳細は以下のとおりである。
ガス:乾燥エアー
ガス量:5L/分
温度:室温(約25℃)
成膜室圧力:180Pa
基材搬送速度:30mm/sec.
成膜回数(スキャン回数):6〜24回(膜厚が10μmになるように調整)
The details of the film forming conditions by the AD method are as follows.
Gas: Dry air Gas amount: 5 L / min Temperature: Room temperature (about 25 ° C)
Film formation chamber pressure: 180 Pa
Substrate transfer speed: 30 mm / sec.
Number of film formations (number of scans): 6 to 24 times (adjusted so that the film thickness is 10 μm)

表1に示す材料をそれぞれ、ボールミル処理を10分することによって、粒径0.1〜10μmの脆性材料微粒子または比較微粒子を得た。 The materials shown in Table 1 were each subjected to ball milling for 10 minutes to obtain brittle material fine particles or comparative fine particles having a particle size of 0.1 to 10 μm.

(実施例1〜8および比較例1〜3)
表1に示す脆性材料微粒子または比較微粒子と基材を用いて、下地層を形成せずに、脆性材料微粒子をAD法により基材上に適用して、脆性材料膜を形成した。各脆性材料膜について、以下のように、10μm成膜性および脆性材料膜の透明性を評価した。その結果を表1に合わせて示す。
(Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3)
Using the brittle material fine particles or comparative fine particles shown in Table 1 and the base material, the brittle material fine particles were applied onto the base material by the AD method without forming a base layer to form a brittle material film. For each brittle material film, the 10 μm film forming property and the transparency of the brittle material film were evaluated as follows. The results are shown in Table 1.

<10μm成膜性>
膜厚10μm以上の脆性材料膜を形成することができた場合を○、できなかった場合を×とした。
<10 μm film formation property>
The case where a brittle material film having a film thickness of 10 μm or more could be formed was evaluated as ◯, and the case where it could not be formed was evaluated as x.

<脆性材料膜の透明性>
脆性材料膜の透明性の測定は、上述した方法により行った。以下の基準で透明性を評価した。光を透過しない基材に成膜した実施例8については、透明性を評価済みの他の実施例および比較例と目視にて透明性を比較して、◎、○、×のいずれに相当するかを評価した。◎が最も透明性に優れることを表す。
◎:ヘイズ値 15以下、または目視でヘイズ値15以下と同等
○:ヘイズ値 15より大きく60以下、または目視でヘイズ値15より大きく60以下と同等
×:ヘイズ値 60より大、または目視でヘイズ値60より大と同等
<Transparency of brittle material film>
The transparency of the brittle material film was measured by the method described above. Transparency was evaluated according to the following criteria. Example 8 in which a film was formed on a substrate that does not transmit light corresponds to any of ⊚, ◯, and × by visually comparing the transparency with other examples and comparative examples whose transparency has been evaluated. Was evaluated. ◎ indicates that it has the highest transparency.
⊚: Haze value 15 or less, or visually equivalent to haze value 15 or less ○: Haze value greater than 15 and equal to 60 or less, or visually greater than haze value 15 and equivalent to 60 or less ×: Haze value greater than 60 or visually equivalent to haze Equivalent to a value greater than 60

Figure 2021059744
*1:比較例1〜3の微粒子は比較微粒子である。
Figure 2021059744
* 1: The fine particles of Comparative Examples 1 to 3 are comparative fine particles.

表1に示すように、実施例では、AD法により、下地層がなくとも、樹脂基材、金属基材およびガラス基材上に、透明で10μm以上の膜厚の厚い脆性材料膜を形成することができた。しかし、酸化亜鉛微粒子を用いた比較例1では、10μm以上の膜厚の厚い脆性材料膜を形成することができなかった。また、酸化ホウ素微粒子を用いた比較例2では、透明な脆性材料膜を形成することができなかった。また、酸化亜鉛微粒子と酸化ホウ素微粒子の混合物を用いた比較例3では、脆性材料膜の透明性が不足していた。 As shown in Table 1, in Examples, a transparent, thick brittle material film having a film thickness of 10 μm or more is formed on a resin base material, a metal base material, and a glass base material by the AD method even without a base layer. I was able to. However, in Comparative Example 1 using zinc oxide fine particles, it was not possible to form a brittle material film having a film thickness of 10 μm or more. Further, in Comparative Example 2 using the boron oxide fine particles, a transparent brittle material film could not be formed. Further, in Comparative Example 3 using a mixture of zinc oxide fine particles and boron oxide fine particles, the transparency of the brittle material film was insufficient.

本発明によれば、下地層がなくとも、樹脂基材上にも、透明で膜厚の厚い、脆性材料膜を形成可能な脆性材料微粒子を提供することができる。また、本発明によれば、上記脆性材料微粒子を用いた脆性材料膜の製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、当該製造方法による脆性材料膜を有する複合構造物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide brittle material fine particles capable of forming a transparent, thick, brittle material film on a resin base material without a base layer. Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing a brittle material film using the above-mentioned brittle material fine particles. Further, according to the present invention, it is possible to provide a composite structure having a brittle material film according to the production method.

Claims (4)

基材上にエアロゾルデポジション法(AD法)により脆性材料膜を形成するための脆性材料微粒子であって、ホウ素原子と金属原子と酸素原子との化合物、および酸化アルミニウムと酸化ホウ素との混合物からなる群より選択される1種以上を含む、脆性材料微粒子(ただし、ガラスを除く。)。 It is a brittle material fine particle for forming a brittle material film on a substrate by an aerosol deposition method (AD method), and is composed of a compound of a boron atom, a metal atom and an oxygen atom, and a mixture of aluminum oxide and boron oxide. Brittle material fine particles (excluding glass) containing one or more selected from the group. 前記金属原子が、Zn、MgおよびAlからなる群より選択される1種以上である、請求項1に記載の脆性材料微粒子。 The brittle material fine particles according to claim 1, wherein the metal atom is at least one selected from the group consisting of Zn, Mg and Al. 請求項1または2に記載の脆性材料微粒子を、エアロゾルデポジション法(AD法)により、基材上に適用して、脆性材料膜を形成する工程を含む、脆性材料膜の製造方法。 A method for producing a brittle material film, which comprises a step of applying the brittle material fine particles according to claim 1 or 2 onto a substrate by an aerosol deposition method (AD method) to form a brittle material film. 基材上に、請求項3に記載の脆性材料膜の製造方法による脆性材料膜を有する、複合構造物。
A composite structure having a brittle material film according to the method for producing a brittle material film according to claim 3 on a base material.
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