JP3447102B2 - Method for producing transparent UV-absorbing ceramic film - Google Patents
Method for producing transparent UV-absorbing ceramic filmInfo
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- JP3447102B2 JP3447102B2 JP04707194A JP4707194A JP3447102B2 JP 3447102 B2 JP3447102 B2 JP 3447102B2 JP 04707194 A JP04707194 A JP 04707194A JP 4707194 A JP4707194 A JP 4707194A JP 3447102 B2 JP3447102 B2 JP 3447102B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ペルヒドロポリシラザ
ンとセラミックスの超微粒子を必須成分とする緻密質か
つ高硬度かつUV吸収性を持ち、厚膜施工も可能である
セラミック膜に関する。
【0002】
【従来の技術】本出願人は先にポリシラザンにフィラー
を充填したコーティング組成物を開示している(特開平
1−203476号公報)。フィラーはセラミックス粒
子を含むが粒径はサブミクロンから数10μmあるいは
それ以上である。また、金属アルコキシド又はその縮合
多量体にもとづくゾルゲル法によるコーティング膜に粒
径5〜200nmの紫外線吸収剤を添加した紫外線防止薄
膜形成用コーティング液組成物が開示されている(特開
平5−89798号公報)。このコーティング液にはさ
らにアルコールに可溶で金属アルコキシドと相溶性のあ
る有機分散剤が添加されている。
【0003】また、ガラス表面に、有機ケイ素化合物と
金属化合物を有機溶媒に分散又は溶解した塗布液を塗布
して、ガラスに近い屈折率を持つ透明保護膜を形成する
技術(ゾルゲル法)が特開平3−150237号公報に
開示されている。具体的には、有機ケイ素化合物として
のケイ素アルコキシドに金属化合物としてアセチルアセ
トナトキレート化合物が用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のポリシラザン系
コーティング用組成物は緻密で、高硬度、厚膜が可能で
ある特色を有しているが、これまで透明なUV吸収膜は
得られなかった。フィラーが可視光線を分散し、またフ
ィラーがシラザンを変質させるからである。一方、上記
のゾルゲル法では、焼成時に有機成分が抜けるため、緻
密性、硬度、膜厚の点でポリシラザン系コーティングに
及ばなかった。
【0005】そこで、本発明は、これらの問題点に鑑
み、緻密で、高硬度で透明なUV吸収性セラミックスコ
ーティングを厚膜で得ることを可能にすることを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、主として一般式(I):
【0007】
【化2】
【0008】で表わされる単位からなる主骨格を有する
数平均分子量が100〜5万のペルヒドロポリシラザン
を主成分とするコーティング溶液に、平均粒径0.00
5〜0.1μmの高分散化処理TiO2超微粒子を15
〜85重量%添加したコーティング組成物を塗布、焼成
して、硬度9H以上の透明なUV吸収性セラミック膜を
得ることを特徴とする透明なUV吸収性セラミック膜の
製造方法を提供する。
【0009】フィラーを平均粒径0.1μm以下、より
好ましくは0.05μm以下の高分散化処理超微粒子に
することによって可視光線の透過が可能になり、かつセ
ラミックスとして高分散化処理TiO2を選択すること
によりペルヒドロポリシラザンとの相性に優れるため、
目的とする緻密、硬度、透明なセラミックス膜が得ら
れ、かつこのセラミックコーティング膜は容易に10μ
m程度の厚膜にすることが可能であり、また紫外線(U
V)吸収性を備えているので紫外線吸収性透明セラミッ
クス膜として利用可能である。
【0010】使用するセラミックス超微粒子の平均粒径
が小さいものは入手が困難であり、平均粒径が大きいと
透明なセラミックス膜を得ることが難かしいことから、
使用するセラミックス超微粒子の平均粒径の下限は0.
005μmであり、好ましくは0.01μmである。上
限は0.1μmであり好ましくは0.05μmである。
【0011】本発明の効果は高分散化処理TiO2のセ
ラミックス超微粒子を使用することによって得られた。
具体的には、例えば、出光興産製TiO2粉末IT−U
D(粒径0.02μm、高分散化処理タイプ)が好まし
い。この場合は、シラザンのキシレン溶液に添加し、適
宜攪拌又は超音波分散、ボールミルによる分散を行えば
よい。適宜分散剤を加えることもできる。
【0012】用いるペルヒドロポリシラザンには、鎖
状、環状、あるいは架橋構造を有するもの、あるいは分
子内にこれら複数の構造を同時に有するものがあり、こ
れら単独でもあるいは混合物でも利用できる。
【0013】用いるペルヒドロポリシラザンの代表例と
しては下記のようなものがあるが、これらに限定される
ものではない。 その製造法は例えば特公昭63−163
25号公報、D. Seyferth らCommunication of Am. Ce
r. Soc., C-13, January 1983. に報告されている。こ
れらの方法で得られるものは、種々の構造を有するポリ
マーの混合物であるが、基本的には分子内に鎖状部分と
環状部分を含み、
【0014】
【化3】【0015】の化学式で表わすことができる。ペルヒド
ロポリシラザンの構造の一例を示すと下記の如くであ
る。
【0016】
【化4】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】その他、特開平1−138108号、同1
−138107号、同1−203429号、同1−20
3430号、同4−63833号、同3−320167
号に報告されているような分子量を増加させたり(上記
公報の前4者)、耐加水分解性を向上させた(後2
者)、無機シラザン高重合体や改質ペルヒドロポリシラ
ザンなども同様に使用できる。
【0027】用いるペルヒドロポリシラザンの分子量が
小さすぎると、焼成時の収率が低く、実用的でない。一
方分子量が大きすぎると溶液の安定性が低く、健全な膜
が得られない。これらの理由から、用いるペルヒドロポ
リシラザンの分子量は数平均分子量で下限は100であ
り好ましくは500である。上限は5万であり、好まし
くは10,000である。
【0028】セラミックス超微粒子の添加量が少ないと
効果がなく、セラミックス超微粒子の添加量の下限は5
重量部であり、好ましくは15重量部である。一方、多
すぎると膜中に空隙が形成されることから、上限は95
重量部であり、好ましくは85重量部である。但し、こ
こでペルヒドロポリシラザンとセラミックス超微粒子の
合計重量100重量部とする。
【0029】セラミックス超微粒子はペルヒドロポリシ
ラザンコーティング溶液に均一に分散させるべきであ
る。均一に分散させる方法としては、高分散タイプ(Z
S−303,IT−UDなど)の場合は、適宜攪拌、超
音波分散、ボールミルによる分散を行なえば十分であ
る。
【0030】溶剤としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭
化水素、芳香族炭化水素の炭化水素溶媒、ハロゲン化メ
タン、ハロゲン化エタン、ハロゲン化ベンゼン等のハロ
ゲン化炭化水素、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等の
エーテル類が使用できる。好ましい溶媒は、塩化メチレ
ン、クロロホルム、四塩化炭素、ブロモホルム、塩化エ
チレン、塩化エチリデン、トリクロロエタン、テトラク
ロロエタン等のハロゲン化炭化水素、エチルエーテル、
イソプロピルエーテル、エチルブチルエーテル、ブチル
エーテル、1,2−ジオキシエタン、ジオキサン、ジメ
チルジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピ
ラン、セロソルブアセテート、カルビトールアセテート
等のエーテル類、ペンタンヘキサン、イソヘキサン、メ
チルペンタン、ヘプタン、イソヘプタン、オクタン、イ
ソオクタン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、
シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、ト
ルエン、キシレン、エチルベンゼン等の炭化水素等であ
る。
【0031】これらの溶剤を使用する場合、ペルヒドロ
ポリシラザンの溶解度や溶剤の蒸発速度を調節するため
に、2種類以上の溶剤を混合してもよい。溶剤の使用量
(割合)は採用するコーティング方法により作業性がよ
くなるように、また必要な膜厚により選択され、またペ
ルヒドロポリシラザンの平均分子量、分子量分布、その
構造によって異なるので、コーティング用組成物中溶剤
は99重量%程度まで混合することができ、好ましくは
固形分濃度が3〜50重量%の範囲で混合することがで
きる。
【0032】コーティング用組成物には、必要に応じて
フィラーの分散剤、レベリング剤、消泡剤、帯電防止
剤、pH調整剤、表面改質剤、可塑剤、乾燥促進剤、流れ
止め剤を加えてもよい。上記の如きコーティング用組成
物は基盤に1回又は2回以上繰り返し塗布した後、焼成
し珪素−窒素−酸素系又は珪素−窒素−酸素−炭素系セ
ラミックスから成る被覆膜を形成させる。
【0033】コーティング組成物を塗布する基盤は、特
に限定されず、ガラス、プラスチックス、セラミック
ス、金属等のいずれでもよい。コーティングとしての塗
布手段としては、通常の塗布方法、つまりスピンコー
ト、浸漬、ロール塗り、バー塗り、刷毛塗り、スプレー
塗り、フロー塗り等が用いられる。又、塗布前に基盤を
ヤスリがけ、脱脂、各種ブラスト等で表面処理しておく
とコーティング組成物の付着性能は向上する。
【0034】このような方法でコーティングし、充分乾
燥させた後、加熱・焼成する。この焼成によってセラミ
ックス超微粒子含有ペルヒドロポリシラザンは架橋、縮
合、あるいは、焼成雰囲気によっては酸化、加水分解し
て硬化し、強靱な被覆を形成する。上記焼成条件はペル
ヒドロポリシラザンの分子量や構造などによって異な
る。焼成温度はペルヒドロポリシラザンがセラミックス
化する温度、通常400℃以上が好ましいが、より低温
でセラミックス化するタイプのペルヒドロポリシラザン
ではそれなりの低温、例えば130〜350℃でもよ
い。昇温速度は特に限定しないが、5〜20℃/分の緩
やかな昇温速度が好ましい。焼成雰囲気は酸素中、空気
中あるいは不活性ガス等のいずれであってもよいが、空
気中がより好ましい。空気中での焼成により金属微粒子
添加ペルヒドロポリシラザンの酸化、あるいは空気中に
共存する水蒸気による加水分解が進行し、上記のような
低い焼成温度でSi−O結合あるいはSi−N結合を主
体とする強靱な被覆の形成が可能となる。
【0035】こうして、本発明のコーティング組成物を
焼成すると、硬度9H以上(鉛筆硬度)の高硬度でかつ
緻密なセラミックス膜が得られ、その可視光透過率は8
0%以上、さらには95%以上にすることができる。な
お、本発明の好ましい態様を列挙すると下記の如くであ
る。
(1)請求項1記載の透明なUV吸収性セラミック膜の
製法。
【0036】(2)ペルヒドロポリシラザンが、数平均
分子量が200〜1万のペルヒドロペルヒドロポリシラ
ザンである(1)の方法。
(3)TiO2の平均粒径が0.05μm以下である
(1),(2)の方法。
【0037】(4)(1),(2),(3)の製造方法
で形成された9H以上の硬度をもつ透明UVカット無機
質膜。
【0038】参考例1
下記原料を用いた。
(A)東燃製ペルヒドロポリシラザンPHPS−1(M
n≒800)20wt%キシレン溶液。
(B)住友セメント製ZnO分散液ZS−303 30
wt%トルエン溶液。
【0039】(A)と(B)を混合し、スターラーで3
時間攪拌し、均一なコーティング液とした。混合比は、
全固形分(ペルヒドロポリシラザン+ZnO)中のZn
Oの割合で0wt%,43wt%,69wt%,79wt%,9
2wt%とした。得られたコーティング液をスピンコータ
ーにより、石英ガラス上に塗布し(3000rpm ×20
秒)、10℃/分で昇温し400℃で1時間保持して焼
成した。膜厚は約0.5μmであった。
【0040】各サンプル(ZnO無添加膜も含む)の分
光特性を図1に示す。これによると、いずれのサンプル
も可視光の透過率は95%以上であり、超微粒ZnOが
均一に膜中で分散していることが裏づけられる。また、
ZnOによるUV吸収効果がよく現われており、92wt
%のZnO添加により(ペルヒドロポリシラザンが焼成
後、密度2のSiO2になると仮定すると80 vol%に
相当する)、厚さ約0.5μmの薄膜ながら波長360
nmのUVが約90%カットされていることがわかる。
【0041】さらに、硬度はいずれのサンプルも9H以
上であり、極めて緻密な無機膜が形成されていることが
わかる。これは有機基を含まないペルヒドロポリシラザ
ンを用いたためであり、完全に無機質のUVカット膜と
して、特徴づけられるものである。
【0042】参考例2
下記原料を用いた。
(C)東燃製ペルヒドロポリシラザンPHPS−2(M
n≒1200)40wt%キシレン溶液。(C)と参考例
1で用いたZnO分散液(B)を混合し、スターラーで
3時間攪拌し、均一なコーティング液とした。混合比
は、全固形分中のZnOの割合で、75wt%(焼成後5
0 vol%)とした。
【0043】得られたコーティング液を、縁をマスキン
グしたステンレス板(SUS304)に流し塗り施工
し、室温で15分乾燥した。150℃で5分間プリベー
クし、溶剤を完全に飛ばしてから、400℃で1時間焼
成し、厚さ5μmのZnO含有セラミックス膜を得た。
得られた膜の硬度は9H以上であり、光学顕微鏡レベル
で、クラック、ピンホールなどの欠陥は認められず、か
つ透明であった。
【0044】実施例1
下記原料を用いた。
(D)出光興産製、TiO2 粉末IT−UD。参考例
1で用いたPHPS−1 20wt%キシレン溶液(A)
に、(D)の粉末を添加し、20分間超音波分散し、均
一なコーティング液とした。混合比は、全固形分中のT
iO2の割合で、17wt%,29wt%,44wt%とし
た。
【0045】得られたコーティング液をスピンコーター
により石英ガラス上に塗付し(3000rpm ×20
秒)、10℃/分で昇温し、400℃で1時間保持して
焼成した。膜厚は、約1μmであった。各サンプルの分
光特性を図2に示す。これによると、いずれのサンプル
も、500nmにおける可視光の透過率は、90%以上で
あり、超微粒TiO2が均一に膜中で分散していること
が裏づけられる。また、TiO2によるUV吸収効果
(特にUV−B)がよく現われており、44wt%のTi
O2添加により、300nmのUVが100%カットされ
ていることがわかる。
【0046】さらに、表1に示すとおり、硬度はいずれ
も9H以上であり、極めて緻密な無機膜が形成されてい
ることがわかる。また、表1より高屈折率膜としても有
用であることがわかる。
【0047】
表1 TiO2/ペルヒドロポリシラザン系
TiO2添加量(wt%) 屈折率 硬度
(TiO 2 +シラザン)基準
0 1.46 >9H
17 1.60 >9H
29 1.64 >9H
44 1.68 >9H
【0048】
【発明の効果】本発明によれば、緻密で高硬度の透明な
UV吸収性セラミックス膜が得られる。この膜は完全な
無機質で耐候性に優れる。また厚膜化も可能である。従
って、自動車ガラスや建材ガラスなどに好適である。さ
らに、高屈折率膜としても有用である。
【0049】また、厚膜で得られるため、各種基板のき
ずや孔の封止膜として使用すると、高硬度できずのつか
ないガスや水のバリア膜となる。又、機械的衝撃に強い
特長がある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTIONPerhydroPolysilaza
Dense with ultrafine particles of ceramics and ceramics as essential components?
With high hardness and UV absorption, thick film construction is also possible.
Related to ceramic membrane.
[0002]
2. Description of the Related Art The present applicant has previously described fillers in polysilazane.
Discloses a coating composition filled with
No. 1-203476). Filler is ceramic particles
Particle size from submicron to several tens of μm or
More than that. In addition, metal alkoxide or its condensation
Particles on coating film by sol-gel method based on multimer
UV protection thin film with UV absorber with diameter of 5-200nm
A coating liquid composition for forming a film is disclosed
JP-A-5-89798). This coating solution contains
Are soluble in alcohol and compatible with metal alkoxides.
Organic dispersant is added.
On the glass surface, an organosilicon compound is
Applying a coating solution in which a metal compound is dispersed or dissolved in an organic solvent
To form a transparent protective film with a refractive index close to that of glass
Technology (sol-gel method) disclosed in JP-A-3-150237
It has been disclosed. Specifically, as an organosilicon compound
Acetyl ace
Tonatochelate compounds have been used.
[0004]
The above-mentioned polysilazane series
The coating composition is dense, high hardness and thick film is possible.
Although it has certain features, transparent UV absorbing films have been
Could not be obtained. Fillers disperse visible light and
This is because the filler transforms the silazane. On the other hand,
In the sol-gel method, organic components are removed during firing,
Polysilazane coating in terms of density, hardness and film thickness
Did not reach.
Therefore, the present invention has been made in view of these problems.
, Dense, hard and transparent UV-absorbing ceramics
With the aim of making it possible to obtain
I do.
[0006]
The present invention achieves the above object.
In order to achieve, mainly the general formula (I):
[0007]
Embedded image
[0008]soHaving a main skeleton consisting of the units represented
Number average molecular weight of 100-50,000PerhydroPolysilazane
To the coating solution mainly composed of
5-0.1 μmHigh dispersion processingTiOTwo15 ultra fine particles
Applying and baking a coating composition containing up to 85% by weight
To form a transparent UV-absorbing ceramic film with a hardness of 9H or more.
obtainA transparent UV-absorbing ceramic film
A manufacturing method is provided.
The filler has an average particle size of 0.1 μm or less.
Preferably 0.05 μm or lessHigh dispersion processingUltra fine particles
This allows transmission of visible light and
LamixHigh dispersion processing TiOTwoTo choose
ByPerhydroBecause of its excellent compatibility with polysilazane,
The desired dense, hard, and transparent ceramic film is obtained.
And the ceramic coating is easily
m, and can be made to have a thickness of about
V) Ultraviolet absorbing transparent ceramic
It can be used as a membrane.
Average particle size of the ceramic ultrafine particles used
Is small, it is difficult to obtain.
Because it is difficult to obtain a transparent ceramic film,
The lower limit of the average particle size of the ceramic ultrafine particles to be used is 0.
005 μm, and preferably 0.01 μm. Up
The limit is 0.1 μm, preferably 0.05 μm.
Effect of the present inventionIs the high dispersion processing TiOTwoNo
Obtained by using Lamix ultrafine particlesWas.
Specifically, for exampleIfKokosan TiOTwoPowder IT-U
D (particle size 0.02 μm, high dispersion treatment type) is preferred
No. In this case, add to the xylene solution of silazane
If stirring or ultrasonic dispersion, dispersion with a ball mill are performed
Good. As appropriateDispersants can also be added.
[0012]UseToPerhydroPolysilazane has a chain
, Cyclic, or crosslinked
Some devices have these multiple structures at the same time.
These can be used alone or as a mixture.
UsePerhydroRepresentative examples of polysilazane and
Such as, but not limited to:
In thingsAbsent. ThatThe production method is described, for example, in JP-B-63-163.
No. 25, D. Seyferth et al. Communication of Am. Ce
r. Soc., C-13, January 1983. This
What is obtained by these methods is poly-
Is a mixture of polymers, but basically contains a chain portion in the molecule.
Including an annular portion,
[0014]
Embedded imageCan be represented by the following chemical formula: Perhide
An example of the structure of lopolysilazane is shown below.
You.
[0016]
Embedded image
[0017]
[0018]
[0019]
[0020]
[0021]
[0022]
[0023]
[0024]
[0025]
[0026]Other, specialKaihei 1-138108, 1
-138107, 1-203429, 1-20
No. 3430, No. 4-63833, No. 3-320167
Increase the molecular weight as reported in
The former four publications), the hydrolysis resistance was improved (later 2).
Person), inorganic silazane high polymer or modifiedPerhydroPolysila
TheGoodThey can be used as well.
UsePerhydroThe molecular weight of polysilazane is
If it is too small, the yield at the time of firing is low, which is not practical. one
If the molecular weight is too large, the stability of the solution is low and a sound membrane
Can not be obtained. Used for these reasonsPerhydroPo
The molecular weight of lysilazane is a number average molecular weight and the lower limit is 100.
More preferably, it is 500. The upper limit is 50,000 and is preferred
Or 10,000.
If the added amount of the ceramic ultrafine particles is small,
No effect, the lower limit of the added amount of ceramic ultrafine particles is 5
Parts by weight, preferably 15 parts by weight. On the other hand, many
If too long, voids are formed in the film, so the upper limit is 95%.
Parts by weight, preferably 85 parts by weight. However, this
HerePerhydroPolysilazane and ceramic ultrafine particles
The total weight is 100 parts by weight.
Ceramic ultrafine particlesPerhydropolicy
Should be evenly dispersed in the Razan coating solution.
You. As a method of uniformly dispersing, a high dispersion type (Z
S-303, IT-UD, etc.)
Sonic dispersion and dispersion with a ball mill are sufficient.
You.
As the solvent, aliphatic hydrocarbon, alicyclic carbon
Hydrocarbons, hydrocarbon solvents for aromatic hydrocarbons, halogenated
Halo such as tan, halogenated ethane, halogenated benzene
Genated hydrocarbons, aliphatic ethers, alicyclic ethers, etc.
Ethers can be used. A preferred solvent is methylene chloride
, Chloroform, carbon tetrachloride, bromoform,
Tylene, ethylidene chloride, trichloroethane, tetrac
Halogenated hydrocarbons such as loroethane, ethyl ether,
Isopropyl ether, ethyl butyl ether, butyl
Ether, 1,2-dioxyethane, dioxane, dime
Tyldioxane, tetrahydrofuran, tetrahydropi
Orchid, cellosolve acetate, carbitol acetate
Ethers such as pentanehexane, isohexane,
Chilpentane, heptane, isoheptane, octane, a
Sooctane, cyclopentane, methylcyclopentane,
Cyclohexane, methylcyclohexane, benzene,
Hydrocarbons such as ruene, xylene, ethylbenzene, etc.
You.
When using these solvents,Perhydro
To control the solubility of polysilazane and the evaporation rate of solvent
, Two or more solvents may be mixed. Solvent usage
(Proportion) is more workable depending on the coating method used.
Is selected according to the required film thickness.Pe
LehydroAverage molecular weight and molecular weight distribution of polysilazane
Solvent in coating composition
Can be mixed up to about 99% by weight, preferably
The solid content can be mixed in the range of 3 to 50% by weight.
Wear.
In the coating composition, if necessary,
Filler dispersant, leveling agent, defoamer, antistatic
Agent, pH adjuster, surface modifier, plasticizer, drying accelerator, flow
Stoppers may be added. Composition for coating as described above
The material is applied to the substrate once or more than once and then fired
Silicon-nitrogen-oxygen system or silicon-nitrogen-oxygen-carbon system
A coating film made of Lamix is formed.
The base on which the coating composition is applied is
Not limited to, glass, plastics, ceramic
Or metal or the like. Coating as a coating
As a cloth means, a usual coating method, that is, spin coating is used.
Coating, dipping, roll coating, bar coating, brush coating, spraying
Coating, flow coating and the like are used. Also, before applying
Surface treatment with sanding, degreasing, various blasting, etc.
And the adhesion performance of the coating composition is improved.
[0034] Coating by such a method and drying
After drying, heat and bake. This firing allows the ceramic
Containing ultra fine particlesPerhydroPolysilazane is crosslinked and shrunk
Oxidation or hydrolysis depending on the firing atmosphere
To form a tough coating. The above firing conditions arePell
HydroIt depends on the molecular weight and structure of polysilazane.
You. Firing temperature isPerhydroPolysilazane is ceramic
Temperature is usually 400 ° C. or higher, but lower
Of ceramic typePerhydroPolysilazane
Then it can be at a reasonable low temperature, for example, 130-350 ° C.
No. The rate of temperature rise is not particularly limited, but is slow at 5 to 20 ° C./min.
A gentle heating rate is preferred. The firing atmosphere is oxygen, air
Either medium or inert gas may be used.
Aerial is more preferred. Fine metal particles by firing in air
AdditionPerhydroOxidation of polysilazane or in air
Hydrolysis by the coexisting steam proceeds, as described above.
Mainly Si-O bond or Si-N bond at low firing temperature
It becomes possible to form a tough coating as a body.
Thus, the coating composition of the present invention
When fired, hardDegree 9High hardness of more than H (pencil hardness) and
A dense ceramic film is obtained, and its visible light transmittance is 8
It can be 0% or more, and even 95% or more. What
The preferred embodiments of the present invention are listed below.
You.
(1) The transparent UV-absorbing ceramic film according to claim 1
Manufacturing method.
(2)PerhydroPolysilazane, number average
Perhydroperhydropolysila having a molecular weight of 200 to 10,000
TheInA method of (1).
(3) TiOTwoHas an average particle size of 0.05 μm or less.
(1) The method of (2).
(4) Manufacturing method of (1), (2) and (3)
Transparent UV cut inorganic with hardness of 9H or more formed by
Membrane.
[0038]Reference Example 1
The following raw materials were used.
(A) Tonen perhydropolysilazane PHPS-1 (M
n ≒ 800) 20 wt% xylene solution.
(B) ZnO dispersion ZS-30330 manufactured by Sumitomo Cement
wt% toluene solution.
(A) and (B) are mixed and mixed with a stirrer.
The mixture was stirred for an hour to obtain a uniform coating liquid. The mixing ratio is
Total solids (PerhydroPolysilazane + Zn in ZnO)
0 wt%, 43 wt%, 69 wt%, 79 wt%, 9
2 wt%. Spin coating solution obtained
And apply it on quartz glass (3000 rpm × 20
Sec), heat at 10 ° C / min, hold at 400 ° C for 1 hour and bake
Done. The thickness was about 0.5 μm.
Each sample (including a ZnO-free film)
The optical characteristics are shown in FIG. According to this, any sample
Has a visible light transmittance of 95% or more, and ultrafine ZnO
The fact that they are uniformly dispersed in the film is supported. Also,
The UV absorption effect of ZnO is well exhibited, and 92 wt.
% Of ZnO (perhydropolysilazane is calcined
After that, SiO 2 of density 2Two80 vol%
Equivalent), with a wavelength of 360
It can be seen that UV of nm is cut by about 90%.
The hardness of each sample was 9H or less.
Above, that an extremely dense inorganic film is formed
Understand. This is a perhydropolysilaza that does not contain organic groups
This is due to the use of a completely inorganic UV-cut film.
And is characterized.
[0042]Reference example 2
The following raw materials were used.
(C) Tonen perhydropolysilazane PHPS-2 (M
n ≒ 1200) 40 wt% xylene solution. (C) andReference example
Mix the ZnO dispersion liquid (B) used in 1 and stir the mixture.
The mixture was stirred for 3 hours to obtain a uniform coating solution. mixing ratio
Is 75 wt% (5% after firing)
0 vol%).
The obtained coating solution was coated with a
Coating on stainless steel plate (SUS304)
And dried at room temperature for 15 minutes. Pre-bake at 150 ° C for 5 minutes
To remove the solvent completely, and bake at 400 ° C for 1 hour.
Thus, a ZnO-containing ceramic film having a thickness of 5 μm was obtained.
The hardness of the obtained film is 9H or more, which is at the level of an optical microscope.
No defects such as cracks and pinholes were observed.
Was transparent.
[0044]Example 1
The following raw materials were used.
(D) Idemitsu Kosan, TiOTwo Powder IT-UD.Reference example
20% by weight of xylene solution of PHPS-1 used in (1)
, The powder of (D) was added thereto, and ultrasonically dispersed for 20 minutes.
One coating solution was used. The mixing ratio is T
iOTwo17% by weight, 29% by weight and 44% by weight
Was.
The obtained coating liquid is applied to a spin coater.
On quartz glass (3000 rpm x 20
Sec), raise the temperature at 10 ° C / min, hold at 400 ° C for 1 hour
Fired. The thickness was about 1 μm. Minutes for each sample
The optical characteristics are shown in FIG. According to this, any sample
The transmittance of visible light at 500 nm is 90% or more.
Yes, ultra fine TiOTwoAre uniformly dispersed in the film
Is supported. Also, TiOTwoUV absorption effect
(Especially UV-B) is well exhibited, and 44 wt% Ti
OTwoBy addition, UV of 300nm is cut by 100%
You can see that it is.
Further, as shown in Table 1, the hardness was
Is 9H or more, and an extremely dense inorganic film is formed.
You can see that Also, as shown in Table 1, a high refractive index film is available.
It turns out that it is use.
[0047]
Table 1 TiOTwo/ Perhydropolysilazane-based
TiOTwoAddition amount (wt%) Refractive index Hardness
(TiO Two + Silazane) standard
0 1.46> 9H
17 1.60 > 9H
29 1.64> 9H
44 1.68 > 9H
[0048]
According to the present invention, a dense and high-hardness transparent
A UV absorbing ceramic film is obtained. This membrane is complete
It is inorganic and has excellent weather resistance. It is also possible to increase the thickness. Obedience
Therefore, it is suitable for automobile glass and building material glass. Sa
Furthermore, it is also useful as a high refractive index film.
Also, since it can be obtained as a thick film, it can be used for various substrates.
When used as a sealing film for holes and holes,
No gas or water barrier film. Also resistant to mechanical shock
There are features.
【図面の簡単な説明】 【図1】実施例1のコーティング膜の光透過性を示す。 【図2】実施例2のコーティング膜の光透過性を示す。[Brief description of the drawings] FIG. 1 shows the light transmittance of a coating film of Example 1. FIG. 2 shows the light transmittance of a coating film of Example 2.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−138107(JP,A) 特開 平5−311120(JP,A) 特開 平2−169673(JP,A) 特開 平2−265976(JP,A) 特開 平3−134069(JP,A) 特開 平6−329989(JP,A) 特開 昭57−67681(JP,A) 特公 昭63−16325(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09D 183/16 C01B 21/087 C08K 3/22 C08L 83/16 C09D 1/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-1-138107 (JP, A) JP-A-5-311120 (JP, A) JP-A-2-169673 (JP, A) JP-A-2- 265976 (JP, A) JP-A-3-134069 (JP, A) JP-A-6-329989 (JP, A) JP-A-57-67681 (JP, A) JP-B-63-16325 (JP, B1) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C09D 183/16 C01B 21/087 C08K 3/22 C08L 83/16 C09D 1/00
Claims (1)
が100〜5万のペルヒドロポリシラザンを主成分とす
るコーティング溶液に、平均粒径0.005〜0.1μ
mの高分散化処理TiO2超微粒子を15〜85重量%
添加したコーティング組成物を塗布、焼成して、硬度9
H以上の透明なUV吸収性セラミック膜を得ることを特
徴とする透明なUV吸収性セラミック膜の製造方法。(57) [Claims] [Claim 1] Mainly, general formula (I): In the coating solution a number average molecular weight is composed mainly of 100 to 50,000 of perhydro polysilazane having a main skeleton composed of units represented an average particle diameter 0.005~0.1μ
The high dispersion treatment TiO 2 ultrafine particles m 15 to 85 wt%
The applied coating composition is applied and baked to obtain a hardness of 9
A method for producing a transparent UV-absorbing ceramic film, comprising obtaining a transparent UV-absorbing ceramic film of H or more .
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
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JPH07252453A JPH07252453A (en) | 1995-10-03 |
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DE102005042944A1 (en) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Clariant International Limited | Polysilazane-containing coatings for metal and polymer surfaces |
DE102009055397A1 (en) * | 2009-12-30 | 2011-07-07 | Robert Bosch GmbH, 70469 | Ceramic insulator for use in spark plug in direct injection engine, has UV-protection layer absorbing UV-radiation and comprising thickness that ranges from forty to sixty micrometers, where insulator is designed based on aluminum oxide |
-
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Also Published As
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JPH07252453A (en) | 1995-10-03 |
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