JP6317879B2 - Housing provided with hard coat film, coating liquid for hard coating, silica sol used for coating liquid, and method for producing silica sol - Google Patents
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Description
本発明は、母材の表面を保護して耐傷性を高めるハードコート膜、ハードコート膜を形成するための塗布液、及びこの塗布液に用いられるシリカゾルに関する。 The present invention relates to a hard coat film that protects the surface of a base material and enhances scratch resistance, a coating liquid for forming the hard coat film, and a silica sol used in the coating liquid.
モバイル機器等の電子機器や家電製品等の電気機器に使用される筐体には、ＡＢＳ等の樹脂、または金属からなる成形体が用いられる。成形体の外表面には、表面を保護して耐傷性を高めるためにハードコート膜が設けられている。また、電気機器のデザインは多様であり、筐体は平板状に限らず、角部を持つ形状も多く採用されている。角部を持つ筐体にハードコート膜を設ける場合には、筐体にスプレー等でハードコート膜を塗布する方法が用いられる（例えば、特許文献１を参照）。あるいは、シート状のハードコート膜を型に入れて深絞り成形し、筐体と一体化するインサート成形法が用いられる（例えば、特許文献２を参照）。特許文献２では、深絞り成形の際に、変形が大きい角部のハードコート膜に細かいクラックが発生することを防ぐために、角部には低硬度のハードコート膜のみ設け、正面部には高硬度のハードコート膜も設けた構成としている。 A molded body made of a resin such as ABS or a metal is used for a housing used for an electronic device such as a mobile device or an electric device such as a home appliance. A hard coat film is provided on the outer surface of the molded body in order to protect the surface and enhance scratch resistance. In addition, there are various designs of electric devices, and the housing is not limited to a flat plate shape, and many shapes having corners are adopted. In the case of providing a hard coat film on a casing having a corner, a method of applying a hard coat film to the casing by spraying or the like is used (for example, see Patent Document 1). Alternatively, an insert molding method in which a sheet-like hard coat film is put into a mold and deep-drawn and integrated with a housing is used (see, for example, Patent Document 2). In Patent Document 2, in order to prevent fine cracks from occurring in the hard coat film at the corner portion where deformation is large during deep drawing, only the low-hardness hard coat film is provided at the corner portion and the front portion has a high hardness. The hard coat film having a hardness is also provided.
特許文献１のように、ハードコート膜を筐体に塗布する場合、角部も含めて全体を均一に塗布するのは困難である。また、筐体本体を成形し終えた後に、独立した塗布工程が必要となり、さらに塗布後に乾燥させる必要もあり、工程が煩雑で時間のかかってしまう。もちろん、インサート成形法を用いて、ハードコート膜となる高硬度シートを金型内のキャビティに載置し、裏面に樹脂を射出することにより表面にハードコート膜が形成されたハウジングケースを製造することもできるが、高硬度シートは加工性に劣り、シートを大きく変形させる深絞工程を行うと、変形が大きい角部において細かいクラックが発生して透明性を喪失することがある。これを防ぐために、引用文献２では、角部に低硬度のハードコート膜のみ設けている。しかしながら、このような構成では、角部の硬度は低くなってしまい、耐傷性が劣ることになる。 As in Patent Document 1, when a hard coat film is applied to a housing, it is difficult to uniformly apply the entire coating including the corners. In addition, an independent coating process is required after the molding of the casing body, and further, it is necessary to dry after coating, which makes the process complicated and time consuming. Of course, the insert molding method is used to manufacture a housing case having a hard coat film formed on the surface by placing a high hardness sheet to be a hard coat film in a cavity in the mold and injecting resin on the back surface. However, a high-hardness sheet is inferior in workability, and when a deep-drawing process for greatly deforming the sheet is performed, a fine crack may be generated in a corner portion where the deformation is large, and transparency may be lost. In order to prevent this, in Cited Document 2, only a low-hardness hard coat film is provided at the corners. However, in such a configuration, the hardness of the corner portion is lowered and the scratch resistance is inferior.
そこで、本発明は、角部での硬度を保ちつつ、角部でも透明性が喪失しないハードコート膜を実現することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to realize a hard coat film that maintains the hardness at the corners and does not lose transparency at the corners.
本発明のハードコート膜は、端部が曲げ加工された筐体の外側の表面全面に形成されている。このハードコート膜はバインダー樹脂と、第一有機珪素化合物が結合したシリカ微粒子と、第二有機珪素化合物が結合したシリカ微粒子を含んでいる。第一有機珪素化合物はバインダー樹脂のマトリックス成分と結合する第一種の官能基を持ち、第二有機珪素化合物はマトリックス成分と結合しない第二種の官能基を持っている。第一の有機珪素化合物と第二の有機珪素化合物とシリカ微粒子の重量和と、バインダー樹脂の重量との比が、０．１５:０．８５〜０．８:０．２の範囲にある。このような構成によれば、膜の硬度と柔軟性が両立し、ハードコート膜としての機能を維持しつつ、曲がっても白化が起こらない。 The hard coat film of the present invention is formed on the entire outer surface of the casing whose end is bent. The hard coat film includes a binder resin, silica fine particles bonded with the first organosilicon compound, and silica fine particles bonded with the second organosilicon compound. The first organosilicon compound has a first type of functional group that binds to the matrix component of the binder resin, and the second organosilicon compound has a second type of functional group that does not bind to the matrix component. The ratio of the weight sum of the first organosilicon compound, the second organosilicon compound and the silica fine particles to the weight of the binder resin is in the range of 0.15: 0.85 to 0.8: 0.2. According to such a configuration, the hardness and flexibility of the film are compatible, and whitening does not occur even when bent while maintaining the function as a hard coat film.
このようなハードコート膜を形成するための塗布液が本発明のハードコート用塗布液である。本発明のハードコート用塗布液は、第一種の官能基を持つ第一有機珪素化合物が表面に結合されたシリカ微粒子と、第二種の官能基を持つ第二有機珪素化合物が表面に結合されたシリカ微粒子と、マトリックス成分と添加剤と光重合開始剤が分散された溶媒とを含んでいる。第一種の官能基はマトリックス成分と結合する官能基であり、第二の官能基はマトリックス成分と結合しない官能基である。 The coating liquid for forming such a hard coat film is the hard coat coating liquid of the present invention. The coating liquid for hard coat of the present invention has a silica fine particle in which a first organosilicon compound having a first type of functional group is bonded to the surface and a second organosilicon compound having a second type of functional group bonded to the surface. Silica particles, a matrix component, an additive, and a solvent in which a photopolymerization initiator is dispersed. The first type of functional group is a functional group that binds to the matrix component, and the second functional group is a functional group that does not bind to the matrix component.
また、本発明のシリカゾルは、上述のハードコート用塗布液に含まれている。本発明のシリカゾルは、第一種の官能基を持つ第一有機珪素化合物が表面に結合されたシリカ微粒子と、第二種の官能基を持つ第二有機珪素化合物が表面に結合されたシリカ微粒子を含んでおり、第一種の官能基はマトリックス成分と結合する官能基であり、第二の官能基はマトリックス成分と結合しない官能基である。第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物が共に表面に結合されたシリカ微粒子を含んでいてもよい。 Further, the silica sol of the present invention is contained in the above-mentioned hard coat coating solution. The silica sol of the present invention includes silica fine particles in which a first organosilicon compound having a first type of functional group is bonded to the surface, and silica fine particles in which a second organosilicon compound having a second type of functional group is bonded to the surface. The first type functional group is a functional group that binds to the matrix component, and the second functional group is a functional group that does not bind to the matrix component. Silica fine particles in which both the first organosilicon compound and the second organosilicon compound are bonded to the surface may be included.
このとき、比表面積がＳＡ［ｍ2／ｇ］のシリカ微粒子１グラムに対して、第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物のモル数の合計が「α×ＳＡ×（ａ＋ｂ）／（（ａｍ＋ｂｎ）×１．２×１０5）」で表された範囲にあることが適している。ここで、αは調整係数でα＝１〜６、ｍは第一有機珪素化合物の結合基数、ｎは第二有機珪素化合物の結合基数である。第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物がａ：ｂ（但し、ａ：ｂは、９：１〜５：５の範囲）のモル数で存在している。ただし、シリカ微粒子が非球状シリカ微粒子（異形度１．２以上５．０未満）の場合には、第一の有機珪素化合物と第二有機珪素化合物のモル比が、９：１〜５：５の範囲にあることが望ましく、シリカ微粒子が球状シリカ微粒子（異形度０．９以上１．２未満）の場合には、第一の有機珪素化合物と第二の有機珪素化合物のモル比が、９：１〜７：３の範囲にあることが望ましい。 At this time, the total number of moles of the first organosilicon compound and the second organosilicon compound is “α × SA × (a + b) / (() with respect to 1 gram of silica fine particles having a specific surface area of SA [m 2 / g]. am + bn) × 1.2 × 10 5 ) ”is suitable. Here, α is an adjustment coefficient, α = 1 to 6, m is the number of bonding groups of the first organosilicon compound, and n is the number of bonding groups of the second organosilicon compound. The first organosilicon compound and the second organosilicon compound are present in the number of moles of a: b (where a: b is in the range of 9: 1 to 5: 5). However, when the silica fine particles are non-spherical silica fine particles (the degree of irregularity is 1.2 or more and less than 5.0), the molar ratio of the first organosilicon compound to the second organosilicon compound is 9: 1 to 5: 5. When the silica fine particles are spherical silica fine particles (the degree of irregularity is 0.9 or more and less than 1.2), the molar ratio of the first organosilicon compound to the second organosilicon compound is 9 : It is desirable to be in the range of 1-7: 3.
本発明のハードコート層によれば、ハードコートの機能を保ちつつ、曲がって変形する部位（角部）でも透過率が低下しない。そのため、曲面を持つ筐体に適用することができる。 According to the hard coat layer of the present invention, the transmittance does not decrease even at portions (corner portions) that are bent and deformed while maintaining the function of the hard coat. Therefore, it can be applied to a housing having a curved surface.
本発明のハードコート膜は、角部が形成された筐体に形成されている。このハードコート膜は、バインダー樹脂と、バインダー樹脂と結合している第一種の官能基を持つ第一有機珪素化合物が表面に結合されたシリカ微粒子と、バインダー樹脂と結合していない第二種の官能基を持つ第二有機珪素化合物が表面に結合されたシリカ微粒子を含んでいる。このとき、第一種の官能基はバインダー樹脂と結合しているため、ハードコート膜の高硬度化に寄与する。一方、第二種の官能基はバインダー樹脂と結合していないので、ハードコート膜に柔軟性を与えることになる。したがって、シリカ微粒子を修飾する第一種の官能基と第二種の官能基の量を調整すれば、硬度と柔軟性が両立したハードコート膜を得ることができる。すなわち、硬度を保ちつつ、曲部でも透過率が低下（白化）しないハードコート膜が実現できる。バインダー樹脂は、マトリックス成分を含んだ分散液を硬化させることにより形成された樹脂であり、第一種の官能基はこのマトリックス成分と結合し、第二種の官能基はこのマトリックス成分と結合しない性質を持っている。 The hard coat film of the present invention is formed on a casing in which corners are formed. The hard coat film includes a binder resin, silica fine particles having a first organosilicon compound having a first type of functional group bonded to the binder resin, and a second type not bonded to the binder resin. The second organosilicon compound having the functional group contains silica fine particles bonded to the surface. At this time, since the first type of functional group is bonded to the binder resin, it contributes to increasing the hardness of the hard coat film. On the other hand, since the second type functional group is not bonded to the binder resin, the hard coat film is given flexibility. Therefore, by adjusting the amounts of the first type functional group and the second type functional group that modify the silica fine particles, a hard coat film having both hardness and flexibility can be obtained. That is, it is possible to realize a hard coat film that maintains the hardness and does not decrease (whiten) the transmittance even at the curved portion. The binder resin is a resin formed by curing a dispersion containing a matrix component. The first type functional group is bonded to the matrix component, and the second type functional group is not bonded to the matrix component. Have nature.
次に、このハードコート層を形成するために用いられるシリカゾルについて説明する。本発明によるシリカゾルは、第一種の官能基を持つ第一有機珪素化合物が表面に結合されたシリカ微粒子と、第二種の官能基を持つ第二有機珪素化合物が表面に結合されたシリカ微粒子を含んでいる。ここで、第一種の官能基はマトリックス成分と結合する官能基であり、第二種の官能基はマトリックス成分と結合しない官能基である。第一の有機珪素化合物と第二の有機珪素化合物が共に表面に結合されたシリカ微粒子を含んでいてもよい。また、有機珪素化合物は、第一種、または、第二種の官能基の他に、シリカ微粒子と結合する官能基（以下、ここでは結合基と称す）を有している。シリカ微粒子の表面にはＯＨ基が存在しており、このＯＨ基と有機珪素化合物の結合基が結合する。すなわち、第一有機珪素化合物はSi(X1)m(R1)4-mと、第二有機珪素化合物はSi(X2)n(R2)4-nと表される。ここで、Ｘ１とＸ２はシリカ微粒子と結合する官能基、Ｒ１はマトリックス成分と結合する官能基、Ｒ２はマトリックス成分と結合しない官能基、ｍは第一有機珪素化合物の結合基数、ｎは第二有機珪素化合物の結合基数である。もちろん、Ｒ１とＲ２はシリカ微粒子と結合しない。 Next, the silica sol used for forming this hard coat layer will be described. The silica sol according to the present invention includes silica fine particles in which a first organosilicon compound having a first type of functional group is bonded to the surface and silica fine particles in which a second organosilicon compound having a second type of functional group is bonded to the surface. Is included. Here, the first type functional group is a functional group that binds to the matrix component, and the second type functional group is a functional group that does not bind to the matrix component. The first organosilicon compound and the second organosilicon compound may both contain silica fine particles bonded to the surface. The organosilicon compound has a functional group (hereinafter referred to as a bonding group) that binds to silica fine particles in addition to the first type or second type functional group. OH groups are present on the surface of the silica fine particles, and the OH groups and the bonding groups of the organosilicon compounds are bonded. That is, the first organosilicon compound is represented as Si (X1) m (R1) 4-m , and the second organosilicon compound is represented as Si (X2) n (R2) 4-n . Here, X1 and X2 are functional groups that bind to silica fine particles, R1 is a functional group that binds to the matrix component, R2 is a functional group that does not bind to the matrix component, m is the number of bonding groups of the first organosilicon compound, and n is the second It is the number of bonding groups of the organosilicon compound. Of course, R1 and R2 are not bonded to silica fine particles.
そこで、第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物がモル比ａ：ｂで混在している場合の結合基数Ｚabは、以下の数式１で表される。 Therefore, the number of bonding groups Z ab when the first organosilicon compound and the second organosilicon compound are mixed at a molar ratio a: b is expressed by the following Equation 1.
したがって、シリカ微粒子１グラムに対して加えられるべき第一有機珪素化合物のモル数Ｃaと第二有機珪素化合物のモル数Ｃbはそれぞれ数式３、数式４のように表される。 Therefore, the number of moles C b respectively Equation 3 moles C a and the second organosilicon compound of the first organic silicon compound to be added to the silica microparticles 1 gram expressed as Equation 4.
このように、本発明のハードコート膜には、シリカ微粒子１グラムに対して、第一有機珪素化合物をＣa モル、第二有機珪素化合物をＣb モルの割合で必要となる。第一有機珪素化合物はマトリックス成分と結合する第一種の官能基を有しているため、シリカ微粒子の表面に結合する第一有機珪素化合物が多いほどハードコート膜の硬度は高くなる。一方、第二有機珪素化合物はマトリックス成分と結合しない第二種の官能基を有しているため、シリカ微粒子の表面に結合する第二有機珪素化合物が多いほどハードコート膜は柔軟性を増し、曲げに対して強くなる。硬度の維持と白化の防止を両立するためには、第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物のモル比ａ：ｂが、９：１〜５：５の範囲にあることが望ましい。 Thus, in the hard coat film of the present invention, the first organosilicon compound and the second organosilicon compound are required in a ratio of C a mol and C b mol for 1 gram of silica fine particles. Since the first organosilicon compound has a first type of functional group that binds to the matrix component, the hard coat film has a higher hardness as the amount of the first organosilicon compound bound to the surface of the silica fine particles increases. On the other hand, since the second organosilicon compound has a second type of functional group that does not bind to the matrix component, the hard coat film increases in flexibility as the amount of the second organosilicon compound bound to the surface of the silica fine particles increases. Strong against bending. In order to achieve both the maintenance of hardness and the prevention of whitening, it is desirable that the molar ratio a: b between the first organosilicon compound and the second organosilicon compound be in the range of 9: 1 to 5: 5.
シリカ微粒子の形状によって、このモル比ａ：ｂの最適範囲は異なっている。シリカ微粒子が球状微粒子の場合、第二有機珪素化合物の量が多いとハードコート膜の硬度が低くなる。したがって、第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物のモル比ａ：ｂは、９：１〜７：３の範囲にあることが望ましい。すなわち、第二有機珪素化合物が有機珪素化合物全体の３割を超えると、柔軟性はあるものの硬度が低くなり、硬度の維持と白化の防止の両立ができなくなる。一方、非球状のシリカ微粒子の場合、第二有機珪素化合物が有機珪素化合物全体の５割程度になっても、硬度の維持と白化防止が両立できる。そのため、第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物のモル比ａ：ｂが、９：１〜５：５の範囲であればよい。本発明では、球状のシリカ微粒子と非球状のシリカ微粒子を以下のように定義する。すなわち、比表面積ＳＡから換算されるＳＡ換算粒子径とレーザー粒子径とを用いて異形度（レーザー粒子径／ＳＡ換算粒子径）を求め、異形度が０．９以上１．２未満のシリカ微粒子を球形状とし、異形度が１．２以上５．０未満のシリカ微粒子を非球状のシリカ微粒子とする。ここで、比表面積ＳＡはＢＥＴ法で測定し、レーザー粒子径は動的光散乱法（光子相関法）で測定する（使用装置:大塚電子社ＦＰＡＲ−１０００）。なお、本発明に適したシリカ微粒子の比表面積は２０〜３４０ｍ2／ｇである。これを表１にまとめた。 The optimum range of the molar ratio a: b varies depending on the shape of the silica fine particles. When the silica fine particles are spherical fine particles, the hardness of the hard coat film is lowered when the amount of the second organosilicon compound is large. Therefore, the molar ratio a: b between the first organosilicon compound and the second organosilicon compound is preferably in the range of 9: 1 to 7: 3. That is, when the second organosilicon compound exceeds 30% of the total organosilicon compound, the hardness is lowered although it is flexible, and it becomes impossible to maintain both hardness and prevent whitening. On the other hand, in the case of non-spherical silica fine particles, even if the second organosilicon compound is about 50% of the whole organosilicon compound, both maintenance of hardness and prevention of whitening can be achieved. Therefore, the molar ratio a: b between the first organosilicon compound and the second organosilicon compound may be in the range of 9: 1 to 5: 5. In the present invention, spherical silica fine particles and non-spherical silica fine particles are defined as follows. That is, the degree of irregularity (laser particle diameter / SA equivalent particle diameter) is determined using the SA converted particle diameter converted from the specific surface area SA and the laser particle diameter, and the silica fine particles having an irregularity of 0.9 or more and less than 1.2. Is formed into a spherical shape, and silica fine particles having an irregularity of 1.2 or more and less than 5.0 are defined as non-spherical silica fine particles. Here, the specific surface area SA is measured by the BET method, and the laser particle diameter is measured by a dynamic light scattering method ( photon correlation method) (applicable device: FPAR-1000, Otsuka Electronics Co., Ltd. ). In addition, the specific surface area of the silica fine particle suitable for this invention is 20-340 m < 2 > / g. This is summarized in Table 1.
本発明のシリカゾルは、比表面積ＳＡ［ｍ2／ｇ］のシリカ微粒子１グラムに対して、第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物の合計のモル数が、α×ＳＡ×（ａ＋ｂ）／（（ａｍ＋ｂｎ）×１．２×１０5）の範囲になるように構成されている。このとき、第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物のモル比ａ：ｂが、９：１〜５：５の範囲にあることが好ましい。ここで、αは調整係数でα＝１〜６、ｍは第一有機珪素化合物の結合基数、ｎは第二有機珪素化合物の結合基数である。この式は、上述の数式１と数式２から導き出すことができる。また、上述のように、シリカ微粒子が球状のシリカ微粒子の場合には、第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物のモル比ａ：ｂが、９：１〜７：３の範囲にあることが望ましい。 In the silica sol of the present invention, the total number of moles of the first organosilicon compound and the second organosilicon compound with respect to 1 gram of silica fine particles having a specific surface area SA [m 2 / g] is α × SA × (a + b) / It is comprised so that it may become the range of ((am + bn) * 1.2 * 10 < 5 >). At this time, the molar ratio a: b between the first organosilicon compound and the second organosilicon compound is preferably in the range of 9: 1 to 5: 5. Here, α is an adjustment coefficient, α = 1 to 6, m is the number of bonding groups of the first organosilicon compound, and n is the number of bonding groups of the second organosilicon compound. This equation can be derived from Equation 1 and Equation 2 described above. As described above, when the silica fine particles are spherical silica fine particles, the molar ratio a: b of the first organosilicon compound to the second organosilicon compound is in the range of 9: 1 to 7: 3. Is desirable.
このシリカゾルを用いて、ハードコート用の塗布液が作製できる。この塗布液は、第一種の官能基を持つ第一有機珪素化合物が表面に結合されたシリカ微粒子と、第二種の官能基を持つ第二有機珪素化合物が表面に結合されたシリカ微粒子と、マトリックス成分と添加剤と光重合開始剤が分散された溶媒とを含んでいる。ここで、第一種の官能基はマトリックス成分と結合する官能基であり、第二の官能基はマトリックス成分と結合しない官能基である。シリカ微粒子と第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物の混合量比に関しては上述の通りである。なお、第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物とシリカ微粒子の総重量とマトリックス成分の重量の比は０．１５：０．８５〜０．８：０．２の範囲にあればよい。マトリックス成分に対してフィラーの量が少なすぎると、硬度が得られなくなるため、下限は０．１５：０．８５である。マトリックス成分に対してフィラーの量が多すぎると硬度は高くなるが密着性や透過率が低下する。そのため、上限は０．８：０．２である。マトリックス成分やフィラーの種類に応じて、適宜、この範囲で最適な重量比にすればよい。 Using this silica sol, a coating solution for hard coating can be produced. The coating liquid comprises silica fine particles in which a first organosilicon compound having a first type of functional group is bonded to the surface, and silica fine particles in which a second organosilicon compound having a second type of functional group is bonded to the surface; A matrix component, an additive, and a solvent in which a photopolymerization initiator is dispersed. Here, the first type functional group is a functional group that binds to the matrix component, and the second functional group is a functional group that does not bind to the matrix component. The mixing ratio of the silica fine particles, the first organosilicon compound, and the second organosilicon compound is as described above. In addition, the ratio of the total weight of the first organosilicon compound, the second organosilicon compound, the silica fine particles, and the weight of the matrix component may be in the range of 0.15: 0.85 to 0.8: 0.2. If the amount of filler is too small relative to the matrix component, hardness cannot be obtained, so the lower limit is 0.15: 0.85. If the amount of the filler is too large with respect to the matrix component, the hardness increases but the adhesion and transmittance decrease. Therefore, the upper limit is 0.8: 0.2. Depending on the type of the matrix component and filler, an optimum weight ratio may be set within this range as appropriate.
このような塗布液により冒頭のハードコート膜が作製できる。ハードコート膜は、第一有機珪素化合物が表面に結合されたシリカ微粒子と、第二有機珪素化合物が表面に結合されたシリカ微粒子と、バインダー樹脂を含んでいる。そして、第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物とシリカ微粒子の重量和と、バインダー樹脂の重量との比は、０．１５:０．８５〜０．８:０．２の範囲にある。また、第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物のモル比ａ：ｂは、９：１〜５：５の範囲である。このような構成のハードコート膜が片面に形成されたベースフィルムを、角部が曲面で形成された筐体の表面にインモールド法で貼り付けても、ハードコート膜は角部でも透明であり、白化しない。ここで、第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物のモル数の合計が、α×ＳＡ×（ａ＋ｂ）／（（ａｍ＋ｂｎ）×１．２×１０5）の範囲にあることが好ましい。なお、αは調整係数でα＝１〜６、ＳＡは球状シリカ微粒子の比表面積［ｍ2／ｇ］、ｍは第一有機珪素化合物の結合基数、ｎは第二有機珪素化合物の結合基数である。 The hard coat film at the beginning can be produced with such a coating solution. The hard coat film includes silica fine particles having the first organosilicon compound bonded to the surface, silica fine particles having the second organosilicon compound bonded to the surface, and a binder resin. The ratio of the sum of the weights of the first organosilicon compound, the second organosilicon compound and the silica fine particles to the weight of the binder resin is in the range of 0.15: 0.85 to 0.8: 0.2. The molar ratio a: b between the first organosilicon compound and the second organosilicon compound is in the range of 9: 1 to 5: 5. Even if a base film having a hard coat film having such a structure formed on one side is attached to the surface of a casing having corners formed by curved surfaces by an in-mold method, the hard coat film is transparent even at the corners. Does not whiten. Here, the total number of moles of the first organosilicon compound and the second organosilicon compound is preferably in the range of α × SA × (a + b) / ((am + bn) × 1.2 × 10 5 ). Α is an adjustment coefficient, α = 1 to 6, SA is a specific surface area [m 2 / g] of spherical silica fine particles, m is the number of bonding groups of the first organosilicon compound, and n is the number of bonding groups of the second organosilicon compound. is there.
さらに、上述したシリカゾルの製造方法は以下のように要約できる。すなわち、シリカ微粒子を作製する第一工程と、シリカ微粒子を溶媒に分散させた分散液を作製する第二工程と、この分散液に第一種の官能基を持つ第一有機珪素化合物と第二種の官能基を持つ第二有機珪素化合物を加えて、シリカ微粒子の表面を第一種の官能基と第二種の官能基の少なくとも一方の官能基で修飾する第三工程と、を含んでいる。この時、第一種の官能基はマトリックス成分と結合する官能基であり、第二種の官能基はマトリックス成分と結合しない官能基である。さらに、第三工程で、第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物をａ：ｂ（但し、ａ：ｂは、９：１〜５：５の範囲）のモル数になるように混合し、比表面積ＳＡのシリカ微粒子１グラムに対して、第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物のモル数の合計が、「α×ＳＡ×（ａ＋ｂ）／（（ａｍ＋ｂｎ）×１．２×１０5）」で表される範囲にあることが望ましい。ここで、αは調整係数でα＝１〜６、ＳＡはシリカ微粒子の比表面積［ｍ2／ｇ］、ｍは第一有機珪素化合物の結合基数、ｎは第二有機珪素化合物の結合基数である。 Furthermore, the method for producing the silica sol described above can be summarized as follows. That is, a first step for producing silica fine particles, a second step for producing a dispersion in which silica fine particles are dispersed in a solvent, a first organosilicon compound having a first type of functional group in the dispersion, and a second step. A third step of adding a second organosilicon compound having a kind of functional group and modifying the surface of the silica fine particle with at least one of the first kind functional group and the second kind functional group. Yes. At this time, the first type functional group is a functional group that binds to the matrix component, and the second type functional group is a functional group that does not bind to the matrix component. Further, in the third step, the first organosilicon compound and the second organosilicon compound are mixed so that the number of moles is a: b (where a: b is in the range of 9: 1 to 5: 5), The total number of moles of the first organosilicon compound and the second organosilicon compound is “α × SA × (a + b) / ((am + bn) × 1.2 × 10 5 ) per gram of silica fine particles having a specific surface area SA. ) ”Is desirable. Here, α is an adjustment coefficient, α = 1 to 6, SA is the specific surface area of silica fine particles [m 2 / g], m is the number of bonding groups of the first organosilicon compound, and n is the number of bonding groups of the second organosilicon compound. is there.
［実施例１］
本実施例では、シリカゾルに含まれるシリカ微粒子として、非球状シリカ微粒子を用いた場合を詳細に説明する。すなわち、本実施例のシリカゾルは、マトリックス成分と結合する特性の第一種の官能基を持つ第一有機珪素化合物が表面に結合した非球状シリカ微粒子と、マトリクス成分と結合しない特性の第二種の官能基を持つ第二有機珪素化合物が表面に結合した非球状シリカ微粒子を含んでいる。そして、第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物は、９：１〜５：５のモル比でシリカゾル内に存在している。
[Example 1]
In this example, the case where non-spherical silica fine particles are used as the silica fine particles contained in the silica sol will be described in detail. That is, the silica sol of this example is composed of non-spherical silica fine particles in which the first organosilicon compound having the first type of functional group that is bonded to the matrix component is bonded to the surface, and the second type that is not bonded to the matrix component. The second organosilicon compound having the functional group contains non-spherical silica fine particles bonded to the surface. The first organosilicon compound and the second organosilicon compound are present in the silica sol at a molar ratio of 9: 1 to 5: 5.
ここで、非球状シリカ微粒子とは、比表面積ＳＡから換算されるＳＡ換算粒子径とレーザー粒子径とを用いて異形度（レーザー粒子径／ＳＡ換算粒子径）を求め、異形度が１．２以上５．０未満の微粒子である。 Here, the non-spherical silica fine particles are obtained by calculating the degree of irregularity (laser particle diameter / SA equivalent particle diameter) using the SA converted particle diameter converted from the specific surface area SA and the laser particle diameter. Fine particles of less than 5.0.
以下、非球状シリカ微粒子を用いた場合を詳細に説明する。
（非球状シリカ微粒子の調製）
ＳｉＯ２濃度２０重量％のシリカゾル２０００ｇにイオン交換水６０００ｇを加えてＳｉＯ２濃度５重量％のシリカ微粒子の水分散液を作製する。この水分散液を高純度化するために、脱アルカリ処理とイオン除去処理を行う。まず、脱アルカリ処理のために、この水分散液に陽イオン交換樹脂４００ｇを添加して、１時間撹拌する。その後、陽イオン交換樹脂は分離される。次いで、脱アニオン処理のために、陰イオン交換樹脂４００ｇを添加して、１時間撹拌する。その後、陰イオン交換樹脂は分離される。再度脱アルカリ処理するために、陽イオン交換樹脂４００ｇを添加し、１時間撹拌する。その後、陽イオン交換樹脂は分離される。イオン交換樹脂を添加して溶液を処理した後で、イオン交換樹脂を分離するのは必然であり、以降、本明細書では分離については記載を省略する。このようにして、ＳｉＯ２濃度５重量％のシリカ微粒子の水分散液（Ａ）を作製した。
Hereinafter, the case where non-spherical silica fine particles are used will be described in detail.
(Preparation of non-spherical silica fine particles)
6000 g of ion-exchanged water is added to 2000 g of silica sol having a SiO2 concentration of 20% by weight to prepare an aqueous dispersion of silica fine particles having a SiO2 concentration of 5% by weight. In order to purify the aqueous dispersion, dealkalization treatment and ion removal treatment are performed. First, for dealkalization treatment, 400 g of cation exchange resin is added to this aqueous dispersion and stirred for 1 hour. Thereafter, the cation exchange resin is separated. Next, for deanion treatment, 400 g of an anion exchange resin is added and stirred for 1 hour. Thereafter, the anion exchange resin is separated. In order to dealkalize again, 400 g of cation exchange resin is added and stirred for 1 hour. Thereafter, the cation exchange resin is separated. After adding the ion exchange resin and treating the solution, it is inevitable to separate the ion exchange resin. Hereinafter, description of the separation is omitted in this specification. Thus, an aqueous dispersion (A) of silica fine particles having a SiO2 concentration of 5% by weight was prepared.
ここでは、シリカゾルとして日揮触媒化成（株）製のＳＩ−５５０を用いた。シリカ微粒子は球状で、その平均粒子径は５ｎｍである。陽イオン交換樹脂には三菱化学（株）製のＳＫ−１ＢＨを、陰イオン交換樹脂には三菱化学（株）製のＳＡＮＵＰＣを用いた。 Here, SI-550 manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd. was used as the silica sol. The silica fine particles are spherical and have an average particle diameter of 5 nm. SK-1BH manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was used as the cation exchange resin, and SANUPC manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was used as the anion exchange resin.
次に、この水分散液（Ａ）にｐＨが８になるように希アンモニア水を加える。これを、１５０℃のオートクレーブ内に１６時間放置する。これにより球状のシリカ微粒子が鎖状化する。次いで、脱アルカリ処理のために、室温で陽イオン交換樹脂を添加して１時間撹拌する。さらに、脱アニオン処理のために陰イオン交換樹脂を添加して１時間撹拌する。一連の処理によりＳｉＯ２濃度が５重量％の非球状シリカ微粒子の水分散液（Ｂ）が得られる。ここで得られる非球状シリカ微粒子のＳＡは１１０ｍ2／ｇ、ＳＡ換算粒子径は２５ｎｍ、レーザー粒子径は６８ｎｍであり、異形度は２．７となる。 Next, dilute aqueous ammonia is added to the aqueous dispersion (A) so that the pH is 8. This is left in an autoclave at 150 ° C. for 16 hours. Thereby, the spherical silica fine particles are chained. Next, for dealkalization treatment, a cation exchange resin is added at room temperature and stirred for 1 hour. Furthermore, an anion exchange resin is added for deanion treatment and stirred for 1 hour. Through a series of treatments, an aqueous dispersion (B) of non-spherical silica fine particles having a SiO2 concentration of 5% by weight is obtained. The SA of the non-spherical silica fine particles obtained here is 110 m 2 / g, the SA-equivalent particle diameter is 25 nm, the laser particle diameter is 68 nm, and the irregularity is 2.7.
次いで、ＳｉＯ２濃度５重量％の水分散液（Ｂ）を限外濾過膜法によりメタノールに溶媒置換して、鎖状シリカ微粒子のアルコール分散液を作製する。このアルコール分散液をＳｉＯ２として濃度が２０重量％になるように調製する。これを非球状シリカ微粒子のアルコール分散液（Ｃ）とする。 Next, the aqueous dispersion (B) having a SiO 2 concentration of 5% by weight is solvent-substituted with methanol by an ultrafiltration membrane method to produce an alcohol dispersion of chain silica fine particles. This alcohol dispersion is prepared as SiO 2 so that the concentration is 20% by weight. This is an alcohol dispersion (C) of non-spherical silica fine particles.
（非球状シリカ微粒子の表面改質）
次に、このＳｉＯ２濃度が２０重量％のアルコール分散液（Ｃ）を２０００ｇ準備し、これに第一種の官能基を持つ第一有機珪素化合物と第二種の官能基を持つ第二有機珪素化合物を加える。本実施例では、第一有機珪素化合物として３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学（株）製：ＫＢＭ-５０３）を、第二有機珪素化合物としてメチルトリメトキシシラン (信越化学(株)製：ＫＢＭ−１３)を使用する。ここでは、α＝２に設定し、また、ａ:ｂ＝７:３となるように３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（２４８．４ｇ／ｍｏｌ）とメチルトリメトキシシラン（１３６ｇ／ｍｏｌ）を加える。実際の添加量は、以下のように決められる。どちらの有機珪素化合物も結合基数は３なので、数式２〜４より、シリカ微粒子１グラムに対して必要な第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物のモル数Ｃa 、Ｃb は、Ｃa＝２×（１１０×１０-5／（１．２×３）×（７／１０）＝４．２８×１０-4、Ｃb＝２×（１１０×１０-5／（１．２×３）×（３／１０）＝１．８３×１０-4である。非球状シリカ微粒子のアルコール分散液（Ｃ）２０００ｇには、４００ｇ（２０００ｇ×２０％）のシリカ微粒子が含まれるため、実際の添加量は、第一有機珪素化合物である３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランはＣa×４００×２４８．４＝４２．５ｇ、第二有機珪素化合物であるメチルトリメトキシシランはＣb×４００×１３６＝１０．０ｇ必要となる。
(Surface modification of non-spherical silica particles)
Next, 2000 g of an alcohol dispersion (C) having a SiO2 concentration of 20% by weight was prepared, and a first organosilicon compound having a first type of functional group and a second organosilicon having a second type of functional group were prepared therein. Add compound. In this example, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: KBM-503) is used as the first organosilicon compound, and methyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is used as the second organosilicon compound. : KBM-13). Here, α = 2 is set, and 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (248.4 g / mol) and methyltrimethoxysilane (136 g / mol) are added so that a: b = 7: 3. . The actual addition amount is determined as follows. Both organic silicon compound also binds radix Since 3, from Equation 2-4 moles C a first organosilicon compound and the second organosilicon compound required the silica particles 1 g, C b is, C a = 2 × (110 × 10 −5 /(1.2×3)×(7/10)=4.28×10 −4 , C b = 2 × (110 × 10 −5 /(1.2×3) ) × (3/10) = 1.83 × 10 −4 The alcohol dispersion (C) of non-spherical silica fine particles (C) contains 400 g (2000 g × 20%) of silica fine particles. The addition amount is C a × 400 × 248.4 = 42.5 g for 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane which is the first organosilicon compound, and C b × 400 × for methyltrimethoxysilane which is the second organosilicon compound. 136 = 10.0 g is required.
次いで、この混合溶液を２５℃で０．５時間撹拌した後、５０℃に調整し、２４時間熟成させる。これにより、表面改質された非球状シリカ微粒子のアルコール分散液（Ｄ）が得られる。このアルコール分散液（Ｄ）には、第一有機珪素化合物が結合された非球状シリカ微粒子と、第二有機珪素化合物が結合された非球状シリカ微粒子が共存している。このアルコール分散液（Ｄ）が本発明のシリカゾルに相当している。 Next, the mixed solution is stirred at 25 ° C. for 0.5 hour, adjusted to 50 ° C., and aged for 24 hours. Thereby, an alcohol dispersion (D) of surface-modified non-spherical silica fine particles is obtained. In this alcohol dispersion (D), non-spherical silica fine particles to which the first organosilicon compound is bound and non-spherical silica fine particles to which the second organosilicon compound is bound coexist. This alcohol dispersion (D) corresponds to the silica sol of the present invention.
（ハードコート用塗布液の調製）
アルコール分散液（Ｄ）を蒸留法でメチルイソブチルケトンに溶媒置換するとともに濃縮し、固形分濃度４０重量％の表面改質非球状シリカ微粒子のメチルイソブチルケトン分散液（Ｅ）が得られる。
(Preparation of hard coat coating solution)
The alcohol dispersion (D) is solvent-substituted with methyl isobutyl ketone by distillation and concentrated to obtain a methyl isobutyl ketone dispersion (E) of surface-modified non-spherical silica fine particles having a solid content concentration of 40% by weight.
この固形分濃度４０重量％のメチルイソブチルケトン分散液（Ｅ）１００．０ｇと、固形分濃度４４重量％のマトリックス成分溶液１００.０ｇを混合すると、固形分濃度４２重量％のハードコート用塗布液が得られる。ここで用いるマトリックス成分溶液は以下のように調製する。３官能以上の有機樹脂として６官能アクリレート樹脂であるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（共栄社化学（株）製：ライトアクリレートＤＰＥ-６Ａ）３８.３ｇと、２官能有機樹脂として１、６−ヘキサンジオールジアクリレート（日本化薬（株）製：カヤラッドＫＳ−ＨＤＤＡ）４．３ｇと、添加剤として１官能シリコーン樹脂である片端末メタクリルシリコンオイル（信越化学工業（株）製：Ｘ−２２−１７４ＤＸ）０．３ｇと、光重合開始剤２．４．６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド（ビ−エーエスジャパン（株）製：ルシリンＴＰＯ）２．５ｇを溶媒であるプロピレングリコールモノメチルエーテル５４．６ｇに加える。その結果、固形分濃度４４重量％のマトリックス成分溶液が１００．０ｇ得られる。 When 100.0 g of this methyl isobutyl ketone dispersion (E) having a solid content concentration of 40% by weight and 100.0 g of a matrix component solution having a solid content concentration of 44% by weight are mixed, a coating solution for hard coat having a solid content concentration of 42% by weight is obtained. Is obtained. The matrix component solution used here is prepared as follows. Dipentaerythritol hexaacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd .: Light Acrylate DPE-6A) as a trifunctional or higher functional organic resin is 38.3 g, and 1,6-hexanediol diacrylate as a bifunctional organic resin. (Nippon Kayaku Co., Ltd. product: Kayrad KS-HDDA) 4.3g, and one-terminal methacryl silicone oil which is a monofunctional silicone resin as an additive (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. product: X-22-174DX) 0. 3 g and 2.5 g of a photopolymerization initiator 2.4.6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide (manufactured by BIAS Japan KK: Lucyrin TPO) are added to 54.6 g of propylene glycol monomethyl ether as a solvent. As a result, 100.0 g of a matrix component solution having a solid concentration of 44% by weight is obtained.
（基材にハードコート膜を形成）
上述のハードコート用塗布液を易接着ＰＥＴフィルム（東洋紡製：コスモシャインＡ−４３００、厚さ１８８μｍ、全光線透過率９２．０％、ヘーズ０．７％）にバーコーター法（バー＃１２）で塗布する。これを８０℃で１分間乾燥した後、高圧水銀灯（１２０Ｗ／ｃｍ）を搭載した紫外線照射装置（日本電池製：ＵＶ照射装置ＣＳ３０Ｌ２１−３）を用いて６００ｍＪ／ｃｍ2 で照射して塗布液を硬化させ、厚さ５μｍのハードコート膜を形成した。このようにして、フィルム基材の表面にハードコート膜が形成される。このハードコート膜をヘーズメーター（日本電色（株）製：ＮＤＨ−２０００）により測定したところ、全光線透過率が９３．１％、ヘーズが０．８％であった。
(Hard coat film is formed on the substrate)
Bar coater method (bar # 12) with the above hard coat coating solution applied to an easy-adhesive PET film (Toyobo: Cosmo Shine A-4300, thickness 188 μm, total light transmittance 92.0%, haze 0.7%) Apply with. This was dried at 80 ° C. for 1 minute, and then irradiated with 600 mJ / cm 2 using an ultraviolet irradiation device (manufactured by Nihon Battery: UV irradiation device CS30L21-3) equipped with a high-pressure mercury lamp (120 W / cm). It was cured to form a hard coat film having a thickness of 5 μm. In this way, a hard coat film is formed on the surface of the film substrate. When this hard coat film was measured with a haze meter (manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd .: NDH-2000), the total light transmittance was 93.1% and the haze was 0.8%.
なお、上述の「非球状シリカ微粒子の表面改質」では、非球状シリカ微粒子のアルコール分散液（Ｃ）に２種類の有機珪素化合物を同時に加えて撹拌しているが、非球状シリカ微粒子に初めに第一有機珪素化合物を加えて撹拌・熟成させ、第一有機珪素化合物を結合させてから第二有機珪素化合物を加えて撹拌・熟成させ、第二有機珪素化合物を接合させてもよい。あるいは、第一の官能基と第二の官能基を併せ持つ有機珪素化合物を加えて撹拌し、非球状シリカ微粒子の表面を第一種の官能基と第二種の官能基で修飾することもできる。 In the above-mentioned “surface modification of non-spherical silica fine particles”, two types of organosilicon compounds are simultaneously added to the alcohol dispersion (C) of non-spherical silica fine particles and stirred. The first organosilicon compound may be added to the mixture and stirred and aged to combine the first organosilicon compound, and then the second organosilicon compound may be added to the agitator and aged to join the second organosilicon compound. Alternatively, an organosilicon compound having both the first functional group and the second functional group can be added and stirred to modify the surface of the non-spherical silica fine particle with the first type functional group and the second type functional group. .
［実施例２］
本実施例では、シリカゾルに含まれるシリカ微粒子として、球状シリカ微粒子を用いた場合を詳細に説明する。本実施例のシリカゾルは、マトリックス成分と結合する特性の第一種の官能基を持つ第一有機珪素化合物が表面に結合した球状シリカ微粒子と、マトリクス成分と結合しない特性の第二種の官能基を持つ第二有機珪素化合物が表面に結合した球状シリカ微粒子を含んでいる。そして、第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物は、９：１〜７：３のモル比でシリカゾル内に存在している。
[Example 2]
In this example, the case where spherical silica fine particles are used as the silica fine particles contained in the silica sol will be described in detail. The silica sol of this example is composed of spherical silica fine particles in which the first organosilicon compound having the first type of functional group that binds to the matrix component is bonded to the surface, and the second type of functional group that does not bind to the matrix component. A second organosilicon compound having a spherical silica fine particle bonded to the surface is included. The first organosilicon compound and the second organosilicon compound are present in the silica sol at a molar ratio of 9: 1 to 7: 3.
ここで、球状シリカ微粒子とは、比表面積ＳＡから換算されるＳＡ換算粒子径とレーザー粒子径とを用いて異形度（レーザー粒子径／ＳＡ換算粒子径）を求め、異形度が０．９以上１．２未満の微粒子である。 Here, the spherical silica fine particles are obtained by obtaining the degree of irregularity (laser particle diameter / SA equivalent particle diameter) using the SA converted particle diameter converted from the specific surface area SA and the laser particle diameter, and the irregularity degree is 0.9 or more. Fine particles of less than 1.2.
以下、球状シリカ微粒子を用いた場合を詳細に説明する。
（球状シリカ微粒子の調製）
ＳｉＯ２濃度３０重量％のシリカゾル２０００ｇに純水１０００ｇを加えてＳｉＯ２濃度２０重量％のシリカ微粒子の水分散液（Ｊ）を作製する。ここでは、シリカゾルとして日揮触媒化成（株）製のカタロイドＳＩ−３０を用いた。シリカ微粒子は球状で、その平均粒子径は１２ｎｍである。ここで得られる球状シリカ微粒子のＳＡは２２７ｍ2／ｇ、ＳＡ換算粒子径は１２ｎｍ、レーザー粒子径は１２ｎｍであり、異形度は１．０である。
Hereinafter, the case where spherical silica fine particles are used will be described in detail.
(Preparation of spherical silica fine particles)
1000 g of pure water is added to 2000 g of silica sol having a SiO2 concentration of 30% by weight to prepare an aqueous dispersion (J) of silica fine particles having a SiO2 concentration of 20% by weight. Here, Cataloid SI-30 manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd. was used as the silica sol. The silica fine particles are spherical, and the average particle diameter is 12 nm. The spherical silica fine particles obtained here have an SA of 227 m 2 / g, an SA-equivalent particle size of 12 nm, a laser particle size of 12 nm, and an irregularity of 1.0.
次いで、ＳｉＯ２濃度２０重量％の水分散液（Ｊ）を２０００ｇ用意し、この水分散液（Ｊ）を限外濾過膜法により、メタノールに溶媒置換し、ＳｉＯ２濃度２０重量％の球状シリカ微粒子のアルコール分散液（Ｋ）を作製した。 Next, 2000 g of an aqueous dispersion (J) having a SiO2 concentration of 20% by weight was prepared, and this aqueous dispersion (J) was solvent-substituted with methanol by an ultrafiltration membrane method to obtain spherical silica fine particles having an SiO2 concentration of 20% by weight. An alcohol dispersion (K) was prepared.
（球状シリカ微粒子の表面改質）
次に、このＳｉＯ２濃度が２０重量％のアルコール分散液（Ｋ）を２０００ｇ準備し、２５℃に調節して、第一種の官能基を持つ第一有機珪素化合物と第二種の官能基を持つ第二有機珪素化合物を加える。本実施例では、第一有機珪素化合物として３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学（株）製：ＫＢＭ-５０３）を、第二有機珪素化合物としてメチルトリメトキシシラン (信越化学（株）製：ＫＢＭ−１３)を使用する。ここでは、α＝２に設定し、また、ａ:ｂ＝８:２となるように３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（２４８．４ｇ／ｍｏｌ）とメチルトリメトキシシラン（１３６ｇ／ｍｏｌ）を加える。実際の添加量は、以下のように決められる。どちらの有機珪素化合物も結合基数は３なので、数式２〜４より、シリカ微粒子１グラムに対して必要な第一有機珪素化合物と第二有機珪素化合物のモル数Ｃa 、Ｃb は、Ｃa＝２×（２２７×１０-5／（１．２×３）×（８／１０）＝１０．１×１０-4、Ｃb＝２×（２２７×１０-5／（１．２×３）×（２／１０）＝２．５２×１０-4である。球状シリカ微粒子のアルコール分散液（Ｋ）２０００ｇには、４００ｇ（２０００ｇ×２０％）のシリカ微粒子が含まれるため、実際の添加量は、第一有機珪素化合物である３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランはＣa×４００×２４８．４＝１００ｇ、第二有機珪素化合物であるメチルトリメトキシシランはＣb×４００×１３６＝１４ｇ必要となる。
(Surface modification of spherical silica particles)
Next, 2000 g of this alcohol dispersion (K) having a SiO2 concentration of 20% by weight is prepared, adjusted to 25 ° C., and the first organosilicon compound having the first type of functional group and the second type of functional group are obtained. Add the second organosilicon compound you have. In this example, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: KBM-503) is used as the first organosilicon compound, and methyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is used as the second organosilicon compound. : KBM-13). Here, α = 2 is set, and 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (248.4 g / mol) and methyltrimethoxysilane (136 g / mol) are added so that a: b = 8: 2. . The actual addition amount is determined as follows. Both organic silicon compound also binds radix Since 3, from Equation 2-4 moles C a first organosilicon compound and the second organosilicon compound required the silica particles 1 g, C b is, C a = 2 × (227 × 10 −5 /(1.2×3)×(8/10)=10.1×10 −4 , C b = 2 × (227 × 10 −5 /(1.2×3 ) × (2/10) = 2.52 × 10 −4 Since the alcohol dispersion (K) 2000 g of spherical silica fine particles contains 400 g (2000 g × 20%) of silica fine particles, the actual addition The amount is C a × 400 × 248.4 = 100 g for 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane which is the first organosilicon compound, and C b × 400 × 136 = 14 g for methyltrimethoxysilane which is the second organosilicon compound. Necessary.
次いで、この混合溶液を２５℃で０．５時間撹拌した後、５０℃に調整し、２４時間熟成させる。これにより、表面改質された球状シリカ微粒子のアルコール分散液（Ｌ）が得られる。このアルコール分散液（Ｌ）には、第一有機珪素化合物が結合された球状シリカ微粒子と、第二有機珪素化合物が結合された球状シリカ微粒子が共存している。 Next, the mixed solution is stirred at 25 ° C. for 0.5 hour, adjusted to 50 ° C., and aged for 24 hours. Thereby, the surface-modified spherical silica fine particle alcohol dispersion (L) is obtained. In this alcohol dispersion (L), spherical silica fine particles to which the first organosilicon compound is bonded and spherical silica fine particles to which the second organosilicon compound is bonded coexist.
（ハードコート用塗布液の調製）
アルコール分散液（Ｌ）を蒸留法でメチルイソブチルケトンに溶媒置換するとともに濃縮し、固形分濃度４０重量％の表面改質球状シリカ微粒子のメチルイソブチルケトン分散液（Ｍ）が得られる。
(Preparation of hard coat coating solution)
The alcohol dispersion liquid (L) is solvent-substituted with methyl isobutyl ketone by a distillation method and concentrated to obtain a methyl isobutyl ketone dispersion liquid (M) of surface-modified spherical silica fine particles having a solid content concentration of 40% by weight.
この固形分濃度４０重量％のメチルイソブチルケトン分散液（Ｍ）１００．０ｇと、固形分濃度４４重量％のマトリックス成分溶液１００.０ｇを混合すると、固形分濃度４２重量％のハードコート用塗布液が得られる。これ以降は、実施例１と同様なので、詳細は省略する。 When 100.0 g of this methyl isobutyl ketone dispersion (M) having a solid content concentration of 40% by weight and 100.0 g of a matrix component solution having a solid content concentration of 44% by weight are mixed, a coating solution for hard coat having a solid content concentration of 42% by weight is obtained. Is obtained. Since the subsequent steps are the same as those in the first embodiment, details are omitted.
上述の各実施例では、第一有機珪素化合物に３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを、第二有機珪素化合物にメチルトリメトキシシランを使用したが、他にも以下の物質が例示できる。第一有機珪素化合物としては、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシメチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシメチルトリエキシシラン、γ−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−（β−グリシドキシエトキシ）プロピルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシメチルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシメチルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシエチルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシエチルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−ウレイドイソプロピルプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、等がある。第二有機珪素化合物としては、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、へキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等がある。 In each of the above-described embodiments, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane was used as the first organosilicon compound and methyltrimethoxysilane was used as the second organosilicon compound, but other examples include the following substances. As the first organosilicon compound, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxymethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxymethyltriexisilane, γ-glycidoxyethyltri Methoxysilane, γ-glycidoxyethyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyl Triethoxysilane, γ- (β-glycidoxyethoxy) propyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxymethyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxymethyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloxy Ethyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxy Titritriethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyl Triethoxysilane, 3-ureidoisopropylpropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-amino Examples include propyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and vinyltris (β-methoxyethoxy) silane. The second organosilicon compound, dimethyldimethoxysilane Sila down, full E sulfonyl trimethoxysilane, diphenyl dimethoxysilane, methyl triethoxysilane, dimethyl diethoxy silane, phenyl triethoxy silane, diphenyl diethoxy silane, isobutyl trimethoxy silane, 3, 3,3-trifluoropropyl trimethoxy silane, methyl-3,3,3-trifluoropropyl dimethoxy Sila down, methylation trichlorosilane, butyl trimethoxy silane, isobutyl triethoxy silane, to Kishirutori main Tokishishira down, Okuchirutori main Tokishishiran , Deshirutori main Tokishishiran, butyl triethoxysilane down, f hexyl triethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltriethoxysilane, perfluorooctyl ethyl trimethoxy Orchids, perfluorooctyl ethyl triethoxysilane, perfluorooctylethyl triisopropoxysilane, there is trifluoropropyl trimethoxysilane down like.
上述した２つの実施例に倣って、何種類かの試料（ＰＥＴフィルム基材上にハードコート膜を作製した試料）を作製し、全光線透過率とヘーズを測定して透明性を評価するとともに、鉛筆硬度、耐擦傷性、密着性、外観、湾曲テストを以下の方法および評価基準で評価した。 In accordance with the above-described two examples, several types of samples (samples in which a hard coat film was prepared on a PET film substrate) were prepared, and the transparency was evaluated by measuring the total light transmittance and haze. The pencil hardness, scratch resistance, adhesion, appearance, and curvature test were evaluated by the following methods and evaluation criteria.
（鉛筆硬度の測定）
ＪＩＳ−Ｋ−５４００に準じて鉛筆硬度試験器により測定した。
上述した２つの実施例で得られたハードコート用塗布液は高濃度でも安定な塗布液である。そのため、形成されたハードコート膜は、乾燥工程で高温に曝されても不安定化にならず、緻密な透明被膜となる。このため鉛筆硬度の高い透明被膜が得られる。即ち、鉛筆硬度は塗料の安定性の指標とすることができる。実用的に３Ｈ以上の評価が必要である。
(Measurement of pencil hardness)
It measured with the pencil hardness tester according to JIS-K-5400.
The coating liquid for hard coat obtained in the two examples described above is a stable coating liquid even at a high concentration. Therefore, the formed hard coat film does not become unstable even when exposed to a high temperature in the drying process, and becomes a dense transparent film. For this reason, a transparent film with high pencil hardness is obtained. That is, the pencil hardness can be used as an indicator of the stability of the paint. An evaluation of 3H or higher is necessary for practical use.
（耐擦傷性の測定）
＃００００スチールウールを用い、荷重５００ｇ／ｃｍ2で５０回摺動し、膜の表面を目視観察し、以下の基準で評価し、結果を表に示す。
筋条の傷が認められない ：◎
筋条に傷が僅かに認められる：○
筋条に傷が多数認められる ：△
面が全体的に削られている ：×
(Measurement of scratch resistance)
Using # 0000 steel wool, sliding 50 times at a load of 500 g / cm 2 , visually observing the surface of the membrane, evaluating according to the following criteria, and the results are shown in the table.
No streak injury is found: ◎
Slightly scratched streak: ○
Many scratches are found in the streak: △
The surface has been cut entirely: ×
（密着性）
ハードコート膜の表面にナイフで縦横１ｍｍの間隔で１１本の平行な傷を付け１００個の升目を作り、セロハンテープを接着させ、ついで、セロハンテープを剥離する。このときに被膜が剥離せず残存している升目の数を、以下の４段階に分類して密着性を評価した。
残存升目の数９５個以上 ：◎
残存升目の数９０〜９４個：○
残存升目の数８５〜８９個：△
残存升目の数８４個以下 ：×
(Adhesion)
Hard on the surface of the coating film at intervals of vertical and horizontal 1mm with a knife to make a 100 squares with a parallel scratches 11 present, to adhere the Serohante flop, then peeling the Serohante flop. At this time, the number of cells remaining without peeling off the coating was classified into the following four stages to evaluate adhesion.
Number of remaining cells: 95 or more: ◎
Number of remaining squares 90-94: ○
Number of remaining squares: 85-89:
Number of remaining squares: 84 or less: ×
（外観）
ハードコート膜の「はじき」及び「膜ムラ」を目視で観察し、以下の基準で評価した。
はじき及び膜ムラが認められない ：◎
わずかにはじき及び膜ムラが認められる ：○
はじき及び膜ムラが明瞭に認められる ：△
はじき及び膜ムラが多数認められる ：×
(appearance)
“Haki” and “film unevenness” of the hard coat film were visually observed and evaluated according to the following criteria.
No repellency or film unevenness is observed: ◎
Slight repellency and film unevenness are observed: ○
Repelling and film irregularity are clearly recognized: △
A lot of repellency and film irregularities are found: ×
（湾曲テスト）
ハードコート膜が形成されたフィルム基材を３ｃｍ×２４ｃｍにカットし、８ｍｍステンレス棒に７週巻き付け３０℃で２４時間静置した。その後の膜のクラック発生数と白化度合を目視で確認し、以下の基準で評価した。実用的には評価３以上でよい。
クラックが０本および白化がまったく認められない ：５
クラックが１〜２本および白化はほとんど認められない ：４
クラックが３〜１０本および白化はほとんど認められない：３
クラックが１１本〜５０本および白化が明瞭に認められる：２
クラックが５１本以上および白化が顕著に認められる ：１
(Curvature test)
The film base material on which the hard coat film was formed was cut into 3 cm × 24 cm, wound around an 8 mm stainless steel rod for 7 weeks, and allowed to stand at 30 ° C. for 24 hours. The number of cracks and the degree of whitening in the subsequent film were visually confirmed and evaluated according to the following criteria. Practically, a rating of 3 or higher is sufficient.
No cracks and no whitening: 5
1 to 2 cracks and almost no whitening: 4
3-10 cracks and almost no whitening: 3
Eleven to fifty cracks and whitening are clearly seen: 2
51 or more cracks and noticeable whitening: 1
表２に、各試料の評価結果を示す。ここでは、有機珪素化合物の総量をα＝２として算出している。また、全ての試料で実施例１と同じマトリックス成分溶液１００．０ｇを用いている。 Table 2 shows the evaluation results of each sample. Here, the total amount of the organosilicon compound is calculated with α = 2. In addition, 100.0 g of the same matrix component solution as in Example 1 is used for all samples.
試料１は実施例１に、試料９は実施例２に相当している。試料２〜８では、非球状シリカ微粒子を用いており、試料１を基準として比較できる。試料１０、１１では、球状シリカ微粒子を用いており、試料９を基準として比較できる。試料１１、１２は２種類の有機珪素化合物を用いておらず、従来の試料に相当する。 Sample 1 corresponds to Example 1, and Sample 9 corresponds to Example 2. Samples 2 to 8 use non-spherical silica fine particles, and can be compared using Sample 1 as a reference. Samples 10 and 11 use spherical silica fine particles and can be compared with reference to sample 9. Samples 11 and 12 do not use two types of organosilicon compounds and correspond to conventional samples.
試料２では、第二有機珪素化合物の比率を高めているため、鉛筆硬度が低下している。今回の湾曲テストでは試料１との差は出ていないが、試料１よりも白化の発生の虞は低いと考えられる。試料３では、第二有機珪素化合物の比率を低くしているため、鉛筆硬度が高い。試料１に比べて湾曲テストの評価は低いが、白化は発生していない。試料４では、ＳＡの低いシリカ微粒子を用いている。粒子が大きいので、透明性が低下している。硬度や湾曲テストの結果は変化していない。試料５，６では、結合基数の小さい有機珪素化合物を用いている。第一有機珪素化合物または第二有機珪素化合物の結合基数を変えても、試料１と同等の膜性能が得られている。試料７では、膜中のシリカ微粒子量を少なくしている。そのため、透明性は向上するが硬度は低下している。試料８では、膜中のシリカ微粒子量を多くしている。そのため、硬度は向上するが透明性、密着性、湾曲性が低下している。 In sample 2, since the ratio of the second organosilicon compound is increased, the pencil hardness is decreased. Although there is no difference from Sample 1 in this curvature test, it is considered that there is a lower risk of whitening than Sample 1. In sample 3, since the ratio of the second organosilicon compound is low, the pencil hardness is high. Although the evaluation of the curvature test is lower than that of Sample 1, whitening does not occur. Sample 4 uses silica fine particles having a low SA. Since the particles are large, the transparency is reduced. Hardness and curvature test results have not changed. Samples 5 and 6 use an organosilicon compound having a small number of bonding groups. Even when the number of bonding groups of the first organosilicon compound or the second organosilicon compound is changed, the film performance equivalent to that of the sample 1 is obtained. In Sample 7, the amount of silica fine particles in the film is reduced. Therefore, the transparency is improved, but the hardness is reduced. In sample 8, the amount of silica fine particles in the film is increased. For this reason, the hardness is improved, but the transparency, adhesion, and curvature are lowered.
球状のシリカ微粒子を用いた試料９〜１１では、非球状のシリカ微粒子を用いた試料に比べて、硬度と耐擦傷性が低い。試料１０は第二有機珪素化合物の比率が高いので湾曲性は良く白化し難いが、硬度は低下している。試料１１は第二有機珪素化合物の比率が低いので硬度は高いが湾曲性は低下している。 Samples 9 to 11 using spherical silica fine particles have lower hardness and scratch resistance than samples using non-spherical silica fine particles. Since the sample 10 has a high ratio of the second organosilicon compound, the curvature is good and hardly whitened, but the hardness is reduced. Since the sample 11 has a low ratio of the second organosilicon compound, the hardness is high but the curvature is low.
試料１２は、第一有機珪素化合物が結合されたシリカ微粒子のみで構成されており、硬度は高いが、湾曲性が劣る。試料１３は、第二有機珪素化合物が結合されたシリカ微粒子のみで構成されており、湾曲性は良いが、硬度は低い。いずれも実用に耐えない。一方、本発明に係る試料１〜１１はいずれも実用に耐えるものであり、ハードコート膜の要求仕様に応じて、有機珪素化合物の量比などを最適に決めればよい。 The sample 12 is composed only of silica fine particles to which the first organosilicon compound is bonded, and has high hardness but poor curvature. Sample 13 is composed only of silica fine particles to which the second organosilicon compound is bonded, and has good curvature but low hardness. None of them are practical. On the other hand, all of the samples 1 to 11 according to the present invention endure practical use, and the amount ratio of the organosilicon compound and the like may be optimally determined according to the required specifications of the hard coat film.
Claims (6)
第二種の官能基を持つ第二有機珪素化合物が表面に結合されたシリカ微粒子を含むシリカゾルであって、
前記第一有機珪素化合物と前記第二有機珪素化合物のモル数の比（ａ：ｂ）が、９：１〜７：３の範囲にあり、
前記第一有機珪素化合物が、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシメチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシメチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−（β−グリシドキシエトキシ）プロピルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシメチルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシメチルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシエチルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシエチルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シランから選ばれた有機珪素化合物であり、
前記第二有機珪素化合物が、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、へキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシランから選ばれた有機珪素化合物であることを特徴とするシリカゾル。 Silica fine particles in which a first organosilicon compound having a first type of functional group is bonded to the surface;
A silica sol containing silica fine particles having a second organosilicon compound having a second type of functional group bonded to the surface,
The ratio (a: b) of the number of moles of the first organosilicon compound and the second organosilicon compound is in the range of 9: 1 to 7: 3 ,
The first organosilicon compound is 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxymethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxymethyltriethoxy. Silane, γ-glycidoxyethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxyethyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldi Ethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ- (β-glycidoxyethoxy) propyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxymethyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxymethyltriethoxy Silane, γ- (meth) acryloxyethyl Rutrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxyethyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldi An organosilicon compound selected from ethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane,
Said second organosilicon compound is methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane Sila down, full E sulfonyl trimethoxysilane, diphenyl dimethoxysilane, methyl triethoxysilane, dimethyl diethoxy silane, phenyl triethoxy silane, diphenyl diethoxy silane, Isobuchirutori silane, 3,3,3-trifluoropropyl trimethoxy silane, methyl-3,3,3-trifluoropropyl dimethoxy Sila down, methylation trichlorosilane, butyl trimethoxysilane, Kishirutori main Tokishishira isobutyltriethoxysilane to, emissions, Okuchirutori main Tokishishiran, Deshirutori main Tokishishiran, butyl triethoxysilane down, f hexyl triethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltriethoxysilane, Pafuruoroo Chill ethyltrimethoxysilane, perfluorooctyl ethyl triethoxysilane, perfluorooctylethyl triisopropoxysilane, silica sol, characterized in that the organosilicon compounds selected or found trifluoropropyl trimethoxysilane down.
前記シリカ微粒子を溶媒に分散させた分散液を作製する第二工程と、
前記分散液に第一種の官能基を持つ第一有機珪素化合物と第二種の官能基を持つ第二有機珪素化合物をａ：ｂ（但し、ａ：ｂは、９：１〜７：３の範囲）のモル数の比で加え、前記第一種の官能基と前記第二種の官能基の少なくとも一方で表面が修飾されたシリカ微粒子を作製する第三工程と、を含み、
前記第三工程で、前記シリカ微粒子１グラムに対して、前記第一有機珪素化合物と前記第二有機珪素化合物のモル数の合計Ｃａｂが以下の式（１）を満たし、
前記第一有機珪素化合物が、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシメチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシメチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−（β−グリシドキシエトキシ）プロピルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシメチルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシメチルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシエチルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシエチルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シランから選ばれた有機珪素化合物であり、
前記第二有機珪素化合物が、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、へキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、パーフルオロオクチルエチルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシランから選ばれた有機珪素化合物であることを特徴とするシリカゾルの製造方法。
Ｃａｂ ＝ α×ＳＡ×（ａ＋ｂ）／（（ａｍ＋ｂｎ）×１．２×１０5） 式（１）
（ここで、αは調整係数でα＝１〜６、ｍは第一有機珪素化合物の結合基数、ｎは第二有機珪素化合物の結合基数） A first step of producing silica fine particles having a specific surface area SA [m 2 / g];
A second step of preparing a dispersion in which the silica fine particles are dispersed in a solvent;
A first organic silicon compound having a first type of functional group and a second organosilicon compound having a second type of functional group in the dispersion are a: b (where a: b is 9: 1 to 7: 3). And a third step of producing silica fine particles having a surface modified with at least one of the first type functional group and the second type functional group,
In the third step, the total Cab of the number of moles of the first organosilicon compound and the second organosilicon compound satisfies the following formula (1) with respect to 1 gram of the silica fine particles,
The first organosilicon compound is 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxymethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxymethyltriethoxy. Silane, γ-glycidoxyethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxyethyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldi Ethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ- (β-glycidoxyethoxy) propyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxymethyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxymethyltriethoxy Silane, γ- (meth) acryloxyethyl Rutrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxyethyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldi An organosilicon compound selected from ethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane,
Said second organosilicon compound is methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane Sila down, full E sulfonyl trimethoxysilane, diphenyl dimethoxysilane, methyl triethoxysilane, dimethyl diethoxy silane, phenyl triethoxy silane, diphenyl diethoxy silane, Isobuchirutori silane, 3,3,3-trifluoropropyl trimethoxy silane, methyl-3,3,3-trifluoropropyl dimethoxy Sila down, methylation trichlorosilane, butyl trimethoxysilane, Kishirutori main Tokishishira isobutyltriethoxysilane to, emissions, Okuchirutori main Tokishishiran, Deshirutori main Tokishishiran, butyl triethoxysilane down, f hexyl triethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltriethoxysilane, Pafuruoroo Chill ethyltrimethoxysilane, perfluorooctyl ethyl triethoxysilane, perfluorooctylethyl triisopropoxysilane, manufacturing method of the silica sol, characterized in that an organosilicon compound selected or found trifluoropropyl trimethoxysilane down.
Cab = α × SA × (a + b) / ((am + bn) × 1.2 × 10 5 ) Formula (1)
(Where α is an adjustment coefficient, α = 1 to 6, m is the number of bonding groups of the first organosilicon compound, and n is the number of bonding groups of the second organosilicon compound)
前記第一有機珪素化合物と前記第二有機珪素化合物のモル比ａ：ｂが、９：１〜７：３の範囲である請求項３に記載のシリカゾルの製造方法。 The silica fine particles are spherical silica fine particles having an irregularity of 0.9 or more and less than 1.2,
The method for producing a silica sol according to claim 3, wherein the molar ratio a: b of the first organosilicon compound to the second organosilicon compound is in the range of 9: 1 to 7: 3.
前記第一種の官能基は前記マトリックス成分と結合する官能基であり、前記第二の官能基は前記マトリックス成分と結合しない官能基であることを特徴とするハードコート用の塗布液。 The silica sol according to claim 1, a matrix component, an additive, and a solvent in which a photopolymerization initiator is dispersed,
The hard coat coating solution, wherein the first functional group is a functional group that binds to the matrix component, and the second functional group is a functional group that does not bind to the matrix component.
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