JP6858860B2

JP6858860B2 - 反射防止コーティングされた物品およびそれらを製造する方法

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Publication number: JP6858860B2
Application number: JP2019533001A
Authority: JP
Inventors: ソンウェイルー，; ジピンシャオ，; ジョンディー．バシル，; ゴビンダサハ，; イリーナジー．シュウェンデマン，
Original assignee: PPG Industries Ohio Inc
Current assignee: PPG Industries Ohio Inc
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2021-04-14
Anticipated expiration: 2037-12-19
Also published as: TW201829340A; WO2018118949A1; EP3558884B1; ES2858973T3; KR20190094204A; US20180171154A1; JP2020514107A; EP3558884A1; KR102350314B1; TWI678349B; KR102356981B1; CN110088056A; MX2019007151A; KR20210068635A

Description

本発明は、タッチスクリーンディスプレイなどの、反射防止コーティングで被覆された基板を含む被覆物品に関する。

タッチスクリーンディスプレイなどの情報ディスプレイが、対話型電子機器に搭載されることがますます多くなってきている。種々の照明環境におけるディスプレイの見やすさを最大限にするために、入射光によって生じるスクリーンの反射を低減することが望まれている。透明基板表面の反射を低減する様々な公知の方法がある。例示的な方法は、隣接する薄膜内での光学干渉を活用することによって反射を低減する光干渉コーティング積層を基板上に堆積させるステップを要する。このような膜は、通常、コーティングおよび基板の相対屈折率に応じて、可視光の表示波長の約４分の１または半分の厚さを有する。別の方法は、例えば基板の最外表面を機械的にもしくは化学的に変更することによって、またはガラス基板上の拡散コーティングもしくはグレア低減膜を使用することによって、基板の表面で光散乱手段を形成するステップを含む。

干渉コーティングは、解像度を下げることなく、反射およびグレアを低減する。しかし、干渉コーティングは、堆積させるのが比較的高価であり、スパッタリングなどの真空蒸着技術の使用および精密な製造条件、または非常に精密なアルコキシド溶液ディップコーティング技術と後続する乾燥および焼結ステップを必要とする。所望の結果を得るためには、厳密な処理パラメーターを観察しなければならない。反射防止コーティングの真空蒸着は、膜厚の非常に精密な制御および許容される機械特性を可能にするが、非常に高価な真空室の使用およびバッチ型プロセスを要する。バッチ型プロセスは、生産性を制限することが多い。

モスアイ型コーティングなどの従来の反射防止コーティングは、多孔質の傾向があり、反射防止特性が優れているのにもかかわらず、その多孔性に起因して乏しい機械性能を示すことが多い。

スマートフォンおよびタブレットで使用されるものなどのタッチスクリーンの場合、タッチスクリーン表面の清浄度を確保するために、耐久性のある汚れ防止コーティングが望まれる。汚れ防止コーティングは、非常に滑らかで絹のような滑りやすい感触を有することも期待される。様々な超疎水性コーティングが、種々の程度の汚れ防止特性および滑りやすさを示している。しかし、６０００を超えるサイクルの後に＃００００スチールウールを使用して試験した場合のより良好な摩耗耐久性および０．０３以下の摩擦係数（ＣＯＦ）を実現することは非常に困難である。

従来技術の欠点を回避しながら、基板上に代替の反射防止コーティングを提供すること、ならびに安価な製造費で優れた特性を示すタッチスクリーンディスプレイおよびその他の光学物品を提供することが望ましい。

反射防止特性を示す被覆物品が提供される。例示的な被覆物品は、基板と、基板の少なくとも１つの表面に適用された反射防止コーティング層とを含み、コーティングは、シランを含む酸性ゾル−ゲル組成物から堆積される。被覆物品は、反射防止コーティング層の上部に適用された防汚コーティング層をさらに含んでもよい。

図１は、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＬａｍｂｄａ１０５０分光光度計を使用して測定した、４００〜８００ｎｍの波長範囲にわたる、非被覆ポリカーボネートレンズと比較される、ポリカーボネートレンズに適用された反射防止コーティングの透過率スペクトルを例示する。

任意の操作実施例を除外して、または特に指示される場合を除外して、本明細書および特許請求の範囲において使用される成分の量および反応条件などを表す全ての数は、いずれの場合も、用語「約」によって修飾されるものと理解され得る。したがって、逆のことが指示されない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメーターは、本発明によって得られる所望の特性に応じて変動し得る近似値である。少なくとも、特許請求の範囲への均等論の適用を限定する試みとしてではなく、各数値パラメーターは、少なくとも報告された有効数字の数に照らして、通常の丸め法を適用することによって解釈すべきである。

本発明の広範囲を説明する数値域およびパラメーターが近似値であるのにもかかわらず、特定の実施例に記載される数値は、可能な限り正確に報告される。しかし、いずれの数値も、それらの各試験測定値に見出される標準偏差から必然的に生じるある種の誤差を本質的に含む。

また、本明細書に記載される任意の数値域は、該域に包含される全ての部分範囲を含むことが意図されることを理解すべきである。例えば、「１〜１０」の範囲は、記載される最小値である１から記載される最大値である１０の間（これらの数値も含む）の全ての部分範囲を含むこと、すなわち、１に等しいまたはそれより大きい最小値および１０に等しいまたはそれ未満の最大値を有することが意図される。

本明細書および添付の特許請求の範囲において使用する場合、冠詞「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、特に明確にはっきりと一指示対象に限定されない限り、複数の指示対象を含む。

本明細書に提示される本発明の様々な態様および例は、それぞれ、本発明の範囲に対して非限定的であると理解される。

本発明の被覆物品は、基板上を被覆する反射防止層を含み、光学物品として好適であることが多い。本発明の被覆物品（タッチスクリーンディスプレイなど）における使用に適した基板は、ガラスまたは当技術分野において公知のプラスチック光学基板のいずれかを含み得る。用語「光学基板」は、指定基板が、少なくとも４パーセント、例えば、少なくとも５０パーセント、または少なくとも７０パーセント、または少なくとも８５パーセントの光透過の値を示し（入射光を透過する）、ヘイズ値を、例えば、ＨａｚｅＧａｒｄＰｌｕｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔによって測定した場合、５パーセント未満、例えば、１パーセント未満または０．５パーセント未満のヘイズ値を示すことを意味する。光学基板は、これらに限定されないが、レンズ、窓、鏡、能動または受動液晶セル素子またはデバイスなどの光学物品、および携帯電話、タブレット、ＧＰＳ、自動投票機、ＰＯＳ（売り場専用端末）、テレビまたはコンピュータースクリーンを含めたデバイス上のタッチスクリーンを含めたスクリーンなどの表示素子、フォトフレーム中の表示シート、モニター、ウェアラブルディスプレイ、または安全素子を含む。光学基板は、光学層、例えば、光学用樹脂層、光学膜および光学コーティング、ならびに光に影響を及ぼす特性を有する光学基板も含む。本発明の光学物品は、光学レンズおよび眼科用レンズ、例えばプラノレンズ（光パワーがない）および視力補正用（処方）レンズ（完成品および半完成品）（多焦点レンズ（二焦点、三焦点、およびプログレッシブレンズ）を含む）、ならびにコンタクトレンズおよび眼内レンズ、サンレンズ、ファッションレンズ、スポーツマスク、顔面シールドおよびゴーグルなどの接眼レンズデバイスを追加で含み得る。光学物品はまた、窓などのグレージングならびに自動車フロントガラスおよび横窓などの車両用透明部品も含み得る。本発明のその他の被覆物品は、太陽電池を含む。

本発明の被覆物品における使用に適した基板は、当技術分野において公知の光起電ガラス基板を含み得る。光起電ガラス基板は、上表面にガラスを有する全ての光起電モジュールを含む。

用語「透明」は、例えば、基板、膜、材料および／またはコーティングに関連して使用される場合、指示された基板、コーティング、膜および／または材料が、明らかな散乱がなく、光を透過する特性を有し、そのため向こう側にある物体が完全に目に見えることを意味する。

基板は、典型的には、少なくとも１つの滑らかな表面を有し、２つの反対表面を有することが多い。各表面は、独立して、任意の所望の形状で平ら、凸状、凹状、またはこれらの組合せであってもよい。平らな反対表面は、互いに平行であっても平行でなくてもよい。いずれか一方または両方の表面が、反射防止コーティングで被覆されていてもよい。好適なガラス基板は、Ｆｉｓｈｅｒから販売されているソーダ石灰シリカスライドガラスなどのソーダ石灰シリカガラス、またはＣｏｒｎｉｎｇＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ製のＧｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスもしくはＡｓａｈｉＧｌａｓｓＣｏ．，Ｌｔｄ．製のＤｒａｇｏｎｔｒａｉｌ（登録商標）ガラスなどのアルミノケイ酸ガラスを含む。本発明の特定の態様では、基板は透明であり、平らでもあり得る少なくとも１つの滑らかな表面を有する。プラスチック基板の好適な例としては、ポリオール（アリルカーボネート）モノマー、例えば、ＰＰＧにより商標名ＣＲ−３９で販売されているモノマーである、ジエチレングリコールビス（アリルカーボネート）などのアリルジグリコールカーボネート；例えば、ポリウレタンプレポリマーとジアミン硬化剤との反応によって調製され、１つのそのようなポリマーの組成物がＰＰＧにより商標名ＴＲＩＶＥＸ（登録商標）で販売されている、ポリ尿素−ポリウレタン（ポリ尿素ウレタン）ポリマー；ポリオール（メタ）アクリロイル末端カーボネートモノマー；ジエチレングリコールジメタクリレートモノマー；エトキシ化フェノールメタクリレートモノマー；ジイソプロペニルベンゼンモノマー；エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレートモノマー；エチレングリコールビスメタクリレートモノマー；ポリ（エチレングリコール）ビスメタクリレートモノマー；ウレタンアクリレートモノマー；ポリ（エトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート）；ポリ（酢酸ビニル）；ポリ（ビニルアルコール）；ポリ（塩化ビニル）；ポリ（塩化ビニリデン）；ポリエチレン；ポリプロピレン；ポリウレタン；ポリチオウレタン；熱可塑性ポリカーボネート、例えば、ビスフェノールＡおよびホスゲンから誘導されるカーボネート結合樹脂（１つのそのような材料は、商標名ＬＥＸＡＮで販売されている）；商標名ＭＹＬＡＲで販売されている材料などのポリエステル；ポリ（エチレンテレフタレート）；ポリビニルブチラール；商標名ＰＬＥＸＩＧＬＡＳで販売されている材料などのポリ（メタクリル酸メチル）、および多官能性イソシアネートとポリチオールまたはポリエピスルフィドモノマーとの反応によって調製されるポリマー（単独重合またはポリチオール、ポリイソシアネート、ポリイソチオシアネートおよび必要に応じたエチレン性不飽和モノマーもしくはハロゲン化芳香族含有ビニルモノマーと共重合および／もしくは三元重合されたもの）が挙げられる。また、このようなモノマーならびに記載のポリマーおよびコポリマーのブレンド、その他のポリマーとのコポリマー（例えば、相互貫入網目構造生成物を形成するための）も好適である。

反射防止コーティング層の適用前に、当技術分野において公知の通りに、基板の表面を清浄化し、かつ／または他の方法で前処理して、コーティングのために表面を準備してもよい。例えば、基板表面へのコーティング層の接着を強化するために、基板表面をプラズマ処理してもよい。

コロナ放電処理とも呼ばれるプラズマ処理は、例えば、基板の残り部分に影響を与えずに表面を粗面化かつ／または化学的に変更することによって、物理的表面を変更する公知のクリーンかつ効果的な方法である。アルゴンなどの不活性ガスまたは酸素などの反応性ガスのいずれかをプラズマガスとして使用してよい。不活性ガスは、一般に、基板の表面を「粗面化」するが、一方で、酸素などの反応性ガスは、例えば、表面上にヒドロキシルまたはカルボキシル単位を生成することによって、プラズマに曝露される表面を粗面化し、かつ化学的に変更することができる。本明細書で限定しないが、酸素は、レンズ表面のわずかであるが効果的な化学修飾に伴い、レンズ表面のわずかであるが効果的な物理的粗面化をもたらし、最終物品の光学特性（またはその他の有意な特性）に悪影響を与えずに接着を改善することができると考えられる。大気をプラズマガスとして使用することもでき、反応性ガスとして分類され、そのプロセスは大気プラズマとして知られる。当業者には理解されるように、表面粗面化および／または化学修飾の程度は、プラズマガスおよびそれを適用するプラズマ室の動作条件によって異なる。プラズマ処理は、基板の表面上に存在する外来汚染物質を除去し、さらなる処理により好適にするためにも効果的であり得る。

コーティング層は、典型的には、１．４０〜１．４８の範囲の屈折率を示し、この屈折率は、Ｆｉｌｍｅｔｒｉｃｓ，Ｉｎｃ．、ＳａｎＤｉｅｇｏ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ製のＦ２０−ＵＶ薄膜アナライザーを使用して周囲温度で測定され得る。周囲温度は、典型的には６０〜９０°Ｆ（１５．６〜３２．２℃）の範囲、例えば、典型的な室温７２°Ｆ（２２．２℃）である。

反射防止コーティング層は、酸性ゾル−ゲル組成物、すなわち、溶液−ゲル化組成物から形成され得る。ゾル−ゲル組成物は、艶出し仕上げ（高光沢）の反射防止コーティングを基板上に形成する。ゾル−ゲル組成物は、（ａ）テトラアルコキシシランを含む。ゾル−ゲルは、溶液（「ゾル」）が徐々に、液相および固相の両方を含むゲル様二相系に発達する動的系であり、その形態は、連続液相中の離散粒子から連続ポリマー網目構造に及ぶ。組成物のゾル−ゲルの性質に起因して、アルコキシシランは加水分解され、層の硬化に先立って部分的に縮合される。ゾル−ゲル層中の加水分解したテトラアルコキシシランは、典型的には、テトラメトキシシランおよび／またはテトラエトキシシランを含む。テトラアルコキシシランは、典型的には、酸性ゾル−ゲル組成物中に、酸性ゾル−ゲル組成物の総重量に対して少なくとも０．１重量パーセントかつ２０．０重量パーセント未満、多くの場合１０．０重量パーセント未満、より多くの場合５．０重量パーセント未満の量で存在する。

酸性ゾル−ゲル組成物は、（ｂ）アルキルトリアルコキシシランをさらに含む。例としては、メチルトリメトキシシランおよびメチルトリエトキシシランが挙げられる。アルキルトリアルコキシシランは、典型的には、酸性ゾル−ゲル組成物中に、酸性ゾル−ゲル組成物の総重量に対して少なくとも０．１重量パーセントかつ９．０重量パーセント未満、多くの場合４．０重量パーセント未満の量で存在する。

酸性ゾル−ゲル組成物は、（ｃ）シラン官能性アクリルポリマーをさらに含む。例としては、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第８，１４８，４８７Ｂ２号および同第８，５０７，６３１Ｂ２号に記載されているものが挙げられる。「ポリマー」とは、ホモポリマーおよびコポリマー、ならびにオリゴマーを含むポリマーを意味する。「シラン官能性アクリルポリマー」とは、少なくとも１つから最大３つの加水分解性基を有するシランに（例えば付加重合によって）結合されたアクリルポリマーを意味する。その他の例としては、アクリル酸ヒドロキシプロピルおよびメタクリルオキシプロピルトリメトキシシランの反応生成物が挙げられる。シラン官能性アクリルポリマーは、典型的には、酸性ゾル−ゲル組成物中に、酸性ゾル−ゲル組成物の総重量に対して０．０５〜７．５０重量パーセントの量で存在する。

酸性ゾル−ゲル組成物は、（ｄ）無機酸化物粒子をさらに含む。粒子は、コロイド、ヒュームド、結晶質または非晶質の形態のシリカ、アルミナまたはコロイド状アルミナ、二酸化チタン、酸化セシウム、酸化イットリウム、コロイド状イットリア、ジルコニア、例えばコロイド状または非晶質ジルコニア、酸化亜鉛などの単一の無機酸化物、および前述のうちのいずれかの混合物、または一タイプの無機酸化物に別のタイプの無機酸化物が沈着したものを含むことができる。

粒子は、典型的には、酸性ゾル−ゲル組成物中に、酸性ゾル−ゲル組成物の総重量に対して０．１〜４．０重量パーセントの量で存在する。

酸性ゾル−ゲル組成物は、（ｅ）鉱酸をさらに含む。好適な鉱酸としては、硫酸、硝酸、塩酸などが挙げられる。硝酸は最も頻繁に使用される。鉱酸は、典型的には、鉱酸のシランに対する重量比が０．０２超、多くの場合０．０５超、より多くの場合０．０８超、最も多くの場合０．１超であるような量で存在する。

酸性ゾル−ゲル組成物は、（ｆ）水および（ｇ）グリコールエーテルまたはアルコールなどの溶媒を追加で含む。好適なアルコールとしては、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノールなど（これらの混合物を含む）が挙げられる。グリコールエーテルの例としては、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、および／またはジエチレングリコールモノブチルエーテルが挙げられる。語句「および／または」は、リスト中で使用される場合、リスト中の個々の各成分および成分の任意の組合せを含む代替の実施形態を包含することを意味することに留意されたい。例えば、リスト「Ａ、Ｂ、および／またはＣ」は、Ａ、またはＢ、またはＣ、またはＡ＋Ｂ、またはＡ＋Ｃ、またはＢ＋Ｃ、またはＡ＋Ｂ＋Ｃを含む７つの個別の実施形態を包含することを意味する。

水（ｆ）は、典型的には、酸性ゾル−ゲル組成物中に、酸性ゾル−ゲル組成物の総重量に対して０．１〜１０．０重量パーセントの量で存在し、溶媒は、典型的には、酸性ゾル−ゲル組成物中に、酸性ゾル−ゲル組成物の総重量に対して６０．０〜９８．０重量パーセントの量で存在する。これは、少なくとも０．１重量パーセント、または少なくとも０．８重量パーセント、または少なくとも１．５重量パーセントの全固形分、および最大２０．０重量パーセント、または最大１０．０重量パーセント、または最大８．０重量パーセントの全固形分を可能にする。例えば、硬化性膜形成組成物は、典型的には、酸性ゾル−ゲル組成物の総重量に対して０．１〜２０重量パーセント、多くの場合０．５〜１０重量パーセント、より多くの場合０．８〜８．０重量パーセント、通常６．０重量パーセント未満または５．０重量パーセント未満の固形分を有する。

酸性ゾル−ゲル組成物は、ＭｇＦ_２を追加で含んでもよい。使用する場合、それは酸性ゾル−ゲル組成物の総重量に対して少なくとも０．１重量パーセントおよび最大１５重量パーセント、または最大１０重量パーセント、または最大５重量パーセントの量で、酸性ゾル−ゲル組成物中に存在する。固形分基準で、ＭｇＦ_２は通常、酸性ゾル−ゲル組成物中に、酸性ゾル−ゲル組成物中の固形物の総重量に対して少なくとも０．１重量パーセントおよび最大５０重量パーセントの量で存在する。

酸性ゾル−ゲル組成物は、最終被覆物品の特定の用途にある程度左右される様々な必要に応じた成分および／または添加剤を含んでもよい。例えば、組成物は、フォトクロミズムなどの光が影響を及ぼす特性を示す添加剤を含有してもよい。その他の必要に応じた成分は、レオロジー調節剤、界面活性剤、開始剤、アルミニウムアセチルアセトネートなどの触媒、ＢＹＫ−３０６（ＰａｌｍｅｒＨｏｌｌａｎｄから入手可能）などの湿潤剤、硬化剤、硬化阻害剤、還元剤、酸、塩基、保存料、フリーラジカルドナー、フリーラジカル捕捉剤、および熱安定剤を含み、これらの補助材料は当業者に公知である。

酸性ゾル−ゲル組成物は、典型的には無色かつ透明であるが、着色料を含み得る。これは、通常、光学的に透明でもあり、少なくとも７０％の光透過率を有し、グロスレベルに応じて６５％未満のヘイズ値を示す。

本明細書で使用する場合、用語「着色料」は、組成物に色および／またはその他の不透明度および／またはその他の視覚効果を付与する任意の物質を意味する。着色料は、離散粒子、分散体、溶液および／またはフレークなど任意の好適な形態でコーティングに添加することができる。単一の着色料または２種もしくはそれより多い着色料の混合物を本発明のコーティング中に使用することができる。

着色料の例としては、顔料、染料およびティント、例えば塗料工業で使用されるものおよび／またはＤｒｙＣｏｌｏｒＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＤＣＭＡ）に列挙されているもの、ならびに特殊効果組成物が挙げられる。着色料は、例えば、不溶性であるが、使用条件下で湿潤可能である、微紛化した固形粉末を含み得る。着色料は、有機でも無機でもよく、凝集体でも非凝集体でもよい。着色料は、粉砕または単純混合によってコーティング中に取り入れることができる。着色料は、その使用が当業者によく知られているアクリル粉砕展色剤などの粉砕展色剤を使用することによりコーティング中に擦り込むことによって取り入れることができる。

顔料および／または顔料組成物の例としては、これらに限定されないが、カルバゾールジオキサジン未精製顔料、アゾ、モノアゾ、ジスアゾ、ナフトールＡＳ、塩タイプ（レーキ）、ベンゾイミダゾロン、濃縮物、金属錯体、イソインドリノン、イソインドリンおよび多環式フタロシアニン、キナクリドン、ペリレン、ペリノン、ジケトピロロピロール、チオインジゴ、アントラキノン、インダントロン、アントラピリミジン、フラバントロン、ピラントロン、アントアントロン、ジオキサジン、トリアリールカルボニウム、キノフタロン顔料、ジケトピロロピロール赤（「ＤＰＰＢＯ赤」）、二酸化チタン、カーボンブラックならびにこれらの混合物が挙げられる。用語「顔料」および「有色填料」は、区別なく使用することができる。

染料の例としては、これらに限定されないが、溶媒性および／または水性のもの、例えば酸性染料、アゾイック染料、塩基性染料、直接染料、分散染料、反応染料、ソルベント染料、硫化染料、媒染染料、例えば、バナジン酸ビスマス、アントラキノン、ペリレン、アルミニウム、キナクリドン、チアゾール、チアジン、アゾ、インジゴイド、ニトロ、ニトロソ、オキサジン、フタロシアニン、キノリン、スチルベン、およびトリフェニルメタンが挙げられる。

ティントの例としては、これらに限定されないが、水性または水混和性の担体中に分散された顔料、例えばＤｅｇｕｓｓａ，Ｉｎｃ．から商業的に入手可能なＡＱＵＡ−ＣＨＥＭ８９６、ＡｃｃｕｒａｔｅＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎｓｄｉｖｉｓｉｏｎｏｆＥａｓｔｍａｎＣｈｅｍｉｃａｌ，Ｉｎｃ．から商業的に入手可能なＣＨＡＲＩＳＭＡＣＯＬＯＲＡＮＴＳおよびＭＡＸＩＴＯＮＥＲＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＣＯＬＯＲＡＮＴＳが挙げられる。

上で述べたように、着色料は、これに限定されないが、ナノ粒子分散体を含めた分散体の形態であってもよい。ナノ粒子分散体は、所望の目に見える色および／または不透明度および／または視覚効果を作り出す、１種または複数の高度に分散したナノ粒子着色料および／または着色料粒子を含むことができる。ナノ粒子分散体は、１５０ｎｍ未満、例えば、７０ｎｍ未満または３０ｎｍ未満の粒径を有する顔料または染料などの着色料を含むことができる。ナノ粒子は、０．５ｍｍ未満の粒径を有する粉砕媒体を用いて原料有機または無機顔料を粉砕することによって生成することができる。ナノ粒子分散体およびそれを製造する方法の例は、米国特許第６，８７５，８００Ｂ２号で確認される。ナノ粒子分散体はまた、結晶化、沈殿、気相凝縮、および化学的摩耗（すなわち、部分溶解）によっても生成することができる。コーティング中のナノ粒子の再凝集を最小限に抑えるために、樹脂被覆ナノ粒子の分散体を使用することができる。本明細書で使用する場合、「樹脂被覆ナノ粒子の分散体」は、ナノ粒子およびナノ粒子を被覆する樹脂を含む離散「複合微小粒子」が分散した連続相を指す。

本発明のコーティング中に使用可能な特殊効果組成物の例には、反射率、真珠光沢、金属光沢、燐光、蛍光、フォトクロミズム、感光性、サーモクロミズム、ゴニオクロミズムおよび／または色変化などの１つまたは複数の外観の効果を作る顔料および／または組成物が挙げられる。追加の特殊効果組成物は、反射率、不透明度または質感などのその他の知覚特性をもたらすことができる。非限定的な実施形態では、特殊効果組成物は、コーティングを異なる角度で見たときにコーティングの色が変化するように色ずれを作ることができる。色彩効果組成物の例は、米国特許第６，８９４，０８６号で確認される。追加の色彩効果組成物は、透明な被覆マイカおよび／もしくは合成マイカ、被覆シリカ、被覆アルミナ、透明な液晶顔料、液晶コーティング、ならびに／または任意の組成物を含むことができ、干渉は、材料中の屈折率差から生じ、材料表面と空気との間の屈折率差には起因しない。

ある特定の非限定的な例では、１つまたは複数の光源に曝露されたとき、可逆的に色が変化する感光性組成物および／またはフォトクロミック組成物を、本発明のコーティング中で使用することができる。フォトクロミックおよび／または感光性組成物は、指定の波長の放射線に曝露することによって活性化することができる。組成物が励起すると、分子構造は変化し、変化した構造は、組成物の元の色とは異なる新しい色を示す。放射線への曝露が除かれると、フォトクロミックおよび／または感光性組成物は静止状態に戻ることができ、組成物の元の色が戻る。非限定的な一例において、フォトクロミックおよび／または感光性組成物は、非励起状態で無色であり得、励起状態で色を示し得る。完全な色の変化は、数ミリ秒から数分、例えば２０秒から６０秒の範囲内で現れ得る。フォトクロミックおよび／または感光性組成物の例として、フォトクロミック染料が挙げられる。

感光性組成物および／またはフォトクロミック組成物は、ポリマーおよび／または重合性成分のポリマー材料と会合していてもよく、かつ／または共有結合などによって少なくとも部分的に結合されていてもよい。感光性組成物がコーティングから移動して基板に結晶し得る一部のコーティングと対照的に、本発明の非限定的な実施形態によるポリマーおよび／または重合性成分と会合するかつ／または少なくとも部分的に結合する感光性組成物および／またはフォトクロミック組成物は、コーティングからの移動は最小限である。感光性組成物および／またはフォトクロミック組成物ならびにそれらを製造する方法の例は、２００４年７月１６日に出願された、参照により本明細書に組み込まれる米国出願第１０／８９２，９１９号で確認される。

一般に、着色料は、所望の特性、視覚効果および／または色彩効果を付与するのに十分な任意の量でコーティング組成物中に存在し得る。着色料は、組成物の総重量に対する重量パーセントで、本組成物の１〜６５重量パーセント、例えば３〜４０重量パーセントまたは５〜３５重量パーセントを占めてよい。

本発明の被覆物品は、反射防止コーティング層の少なくとも１つの表面に適用された防汚コーティング層をさらに含んでもよい。防汚コーティングは、例えば、汚れ止め、指紋防止、油脂防止、防汚、および／または防水特性を示す、当技術分野において公知の任意のコーティングを含んでよい。反射防止コーティング層を基板の２つの反対表面に適用した場合、防汚層は、被覆表面のうちのいずれか一方または両方に適用され得る。

本発明の被覆物品は、典型的には、ガラスの裏面上に３Ｍ黒色絶縁テープを使用して裏面の反射を排除し、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＬａｍｂｄａ１０５０分光光度計によって測定した場合、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長で、３．２０％未満、例えば３．００％未満または２．８０％未満の片面積分スペキュラーオンリー反射率を示す。本発明の特定の例では、基板がガラスを含み、反射防止コーティング層が基板の１つの表面に適用された場合、被覆物品は、典型的には、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲で、２．８０％未満の片面積分スペキュラーオンリー反射率を示す。

本発明の被覆物品は、物品を通して見られるディスプレイの解像度を低減することなく、反射の低減を示す。これは、被覆物品が、電話、モニター、タブレットなどの電子機器用のスクリーン、特にタッチスクリーンなどの光学物品である場合に特に有利である。

本発明の別の例では、基板はポリメチルメタクリレートを含み、溶媒（ｇ）は、酸性ゾル−ゲル組成物の総重量に対して６０重量パーセント超の量で存在するｎ−プロパノールを含む。酸性ゾル−ゲル組成物中でのこのような量でのｎ−プロパノールの使用は、ポリメチルメタクリレート基板のヘイズを最小限に抑えるのを助けることが判明した。

本発明の被覆物品は、太陽電池も構成し得る。反射防止コーティング層は、反射を減らし、太陽電池の出力の効果を向上させる。

適用された反射防止コーティング層は、典型的には、５ミクロン未満、多くの場合３ミクロン未満、または１ミクロン未満、例えば２００ｎｍ未満の乾燥膜厚を有する。本発明の被覆物品の特定の例では、基板（Ａ）は、２つの反対表面を有するポリメチルメタクリレートを含み、反射防止コーティング層（Ｂ）は、基板の反対表面の両方に適用される。

本発明は、反射防止表面を有する被覆物品を形成する方法をさらに対象とする。上記の被覆物品はいずれも、この方法によって調製することができる。方法は、（１）上記の反射防止コーティング層のいずれかを、上記の基板のいずれかの表面に適用して、被覆基板を形成するステップと、（２）被覆基板を、反射防止コーティングの硬化を達成するのに十分な時間の間、条件にさらすステップとを含む。

反射防止コーティング層を形成する酸性ゾル−ゲル組成物は、基板の表面に対するスプレー法、ディッピング法（浸漬）、スピンコーティング、スロットダイコーティング、またはフローコーティングなどのいくつかの方法のうちの１つまたは複数によって、基板に適用され得る。超音波スプレー塗布、精密スプレー塗布、および空気噴霧スプレー塗布などのスプレー法が最も多く使用される。スロットダイコーティングプロセスは、精密に制御された厚さを有するコーティングを作製することができる。コーティング組成物は、適用直前に、周囲温度で維持してもよい。

基板の少なくとも１つの表面のうちの少なくとも一部が被覆される。基板が２つの反対表面を有する場合は、いずれか一方または両方の表面が被覆され得る。ある物の「少なくとも一部」とは、ゼロより大きく、その全体までの大きさ（全体を含む）の部分を意味する。

ゾル−ゲル層を適用した後、次いで被覆基板を、ゾル−ゲル層の硬化を達成するのに十分な時間かけて条件にさらし、反射防止被覆物品を形成する。用語「硬化する」、「硬化された」または同様の用語は、硬化されたまたは硬化性の組成物、例えばある特定の記述の「硬化された組成物」に関連して使用される場合、硬化性組成物を形成する任意の重合性および／または架橋性成分の少なくとも一部が重合および／または架橋されることを意味する。さらに、組成物の硬化は、前記組成物を以下に記載するような硬化条件にさらし、組成物の反応性官能基の反応をもたらすことを指す。用語「少なくとも部分的に硬化された」とは、組成物の反応性基の少なくとも一部の反応が生じる硬化条件に組成物をさらすことを意味する。組成物は、実質的に完全な硬化が達成され、さらなる硬化が、硬度などの物理的性質に有意なさらなる改善をもたらさない硬化条件にもさらすことができる。例えば、被覆基板を少なくとも８０℃、例えば１２０℃の温度に少なくとも０．５時間加熱して、組成物の連続的な重合を促進してもよい。特定の例では、被覆基板を、少なくとも８０℃の温度に少なくとも３０分間、もしくは少なくとも１２０℃の温度に少なくとも３時間加熱してもよいか、または被覆基板を、少なくとも１５０℃の温度に少なくとも１時間加熱してもよい。

本発明の方法において、上記の防汚コーティング層を、硬化ステップ（２）の前後いずれかで、反射防止コーティング層の少なくとも１つの表面の少なくとも一部に適用してもよい。防汚コーティング層は、上で開示した方法のいずれかを使用して適用することができる。

本発明の方法の特定の例では、基板は、ガラス、ポリメチルメタクリレート、またはポリカーボネートを含み、反射防止コーティング層は、スピンコーティングまたはスプレーコーティングによって適用され、８０〜１２０ｎｍの乾燥膜厚を有する。この例では、被覆物品は、通常、ディスプレイスクリーン、タッチスクリーン、太陽電池、およびグレージングから選択される光学物品を構成する。本発明の方法の別の例では、例えば光学レンズの調製において、基板は、ポリカーボネートまたはアリルジグリコールカーボネートを含んでもよく、反射防止コーティング層は、ディップコーティングによって適用され、８０〜１２０ｎｍの乾燥膜厚を有する。

上記の態様および特徴のそれぞれ、ならびにこれらの組合せは、本発明に包含されるといえる。したがって、例えば、本発明は以下の非限定的な態様に従う。
１．反射防止特性を示す被覆物品であって、
（Ａ）基板と、
（Ｂ）基板の少なくとも１つの表面の少なくとも一部に適用された反射防止コーティング層であって、
（ａ）テトラアルコキシシラン、
（ｂ）アルキルトリアルコキシシラン、
（ｃ）シラン官能性アクリルポリマー、
（ｄ）無機酸化物粒子、
（ｅ）鉱酸、
（ｆ）水、および
（ｇ）溶媒
を含む酸性ゾル−ゲル組成物から形成される反射防止コーティング層と
を含む被覆物品。

２．酸性ゾル−ゲル組成物が、酸性ゾル−ゲル組成物中に存在するＭｇＦ_２を、ゾル−ゲル組成物の総重量に対して、０．１〜１５重量パーセントの量でさらに含む、態様１に記載の被覆物品。

３．反射防止コーティング層の少なくとも一部に適用された防汚コーティング層をさらに含む、態様１〜２のいずれかに記載の被覆物品。

４．基板（Ａ）が、ガラス、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリ尿素−ウレタン、ポリエチレンテレフタレート、またはアリルジグリコールカーボネートを含む、態様１〜３のいずれかに記載の被覆物品。

５．基板が、２つの反対表面を有する、態様１〜４のいずれかに記載の被覆物品。

６．反射防止コーティング層（Ｂ）が、基板の反対表面の両方の少なくとも一部に適用されて、２つの被覆された面を形成している、態様５に記載の被覆物品。

７．被覆された面の両方の少なくとも一部の上部に適用された防汚コーティング層をさらに含む、態様６に記載の被覆物品。

８．基板がポリメチルメタクリレートを含み、溶媒（ｇ）が、酸性ゾル−ゲル組成物の総重量に対して６０重量パーセント超の量で存在するｎ−プロパノールを含む、態様６〜７のいずれかに記載の被覆物品。

９．基板がガラスを含み、反射防止コーティング層が基板の１つの表面に適用され、被覆物品が、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲で２．８０％未満の片面積分スペキュラーオンリー反射率を示す、態様５に記載の被覆物品。

１０．前記被覆物品が光学物品である、態様１〜９のいずれかに記載の被覆物品。

１１．反射防止コーティング層が、２００ｎｍ未満の乾燥膜厚を有する、態様１〜９のいずれかに記載の被覆物品。

１２．態様１〜１１に記載の被覆物品のいずれかを形成する方法であって、
（１）反射防止コーティング層を、基板の表面の少なくとも一部に適用して、被覆基板を形成するステップと、
（２）被覆基板を、反射防止コーティングの硬化をもたらすのに十分な時間の間、条件にさらすステップと
を含む方法。

１３．反射防止コーティング層が、スピンコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティング、スロットダイコーティング、カーテンコーティング、またはフローコーティングによって適用される、態様１２に記載の方法。

１４．被覆基板が、少なくとも８０℃の温度で、少なくとも３０分間、硬化される、態様１２〜１３のいずれかに記載の方法。

１５．基板が、ガラス、ポリメチルメタクリレート、またはポリカーボネートを含み、反射防止コーティング層が、スピンコーティングまたはスプレーコーティングによって適用され、８０〜１２０ｎｍの乾燥膜厚を有する、態様１２〜１４のいずれかに記載の方法。

１６．被覆物品が、ディスプレイスクリーン、タッチスクリーン、太陽電池、およびグレージングから選択される光学物品を含む、態様１５に記載の方法。

１７．基板がポリカーボネートまたはアリルジグリコールカーボネートを含み、反射防止コーティング層がディップコーティングにより適用され、８０〜１２０ｎｍの乾燥膜厚を有する、態様１２〜１４のいずれかに記載の方法。

１８．被覆物品が光学レンズを構成する、態様１７に記載の方法。

１９．ステップ（２）の前後のいずれかで、反射防止コーティング層の少なくとも一部に防汚コーティング層を適用するステップをさらに含む、態様１２〜１８のいずれかに記載の方法。

以下の実施例は、本発明の様々な態様を例示することを意図し、本発明を限定すると解釈しては決してならない。

（実施例１）
清潔な容器中で、７．５部のオルトケイ酸テトラエチル（純度９８％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を１．５部のシラン官能性アクリルポリマー^１、２．２５部のコロイド状シリカＭＴ−ＳＴ（ＮｉｓｓａｎＣｈｅｍｉｃａｌ）、および３．６部のメチルトリメトキシシラン（Ｅｖｏｎｉｋから入手可能）と混合した。３０分間混合した後、６．８部のｎ−プロパノール（純度９９．５％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、２．７５部の脱イオン水、および２．５部のＨＮＯ_３水溶液（水中４．６８重量パーセントの硝酸）の混合物を第１の混合物に添加して、シランを加水分解した。３０分間加水分解させた後、０．２５部のアルミニウムアセチルアセトネート（純度９９％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）および０．１部のＢＹＫ−３０６（ＢＹＫＵＳＡＩｎｃ．）を混合物に添加した。最後に、７２．７５部の量のｎ−プロパノールを添加して、混合しながら溶液を希釈した。
（実施例２）

清潔な容器中で、７．５部のオルトケイ酸テトラエチル（純度９８％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を２．２５部のシラン官能性アクリルポリマー^１、２．２５部のコロイド状シリカＭＴ−ＳＴ（ＮｉｓｓａｎＣｈｅｍｉｃａｌ）、および３．６部のメチルトリメトキシシラン（Ｅｖｏｎｉｋ）と混合した。３０分間混合した後、６．８部のｎ−プロパノール（純度９９．５％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、２．７５部の脱イオン水、および２．５部のＨＮＯ_３水溶液（水中４．６８重量パーセントの硝酸）の混合物を第１の混合物に添加して、シランを加水分解した。３０分間加水分解させた後、０．２５部のアルミニウムアセチルアセトネート（純度９９％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）および０．１部のＢＹＫ−３０６（ＢＹＫＵＳＡＩｎｃ．）を混合物に添加した。最後に、７２部の量のｎ−プロパノールを添加して、混合しながら溶液を希釈した。
（実施例３）

清潔な容器中で、７．５部のオルトケイ酸テトラエチル（純度９８％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を３．０部のシラン官能性アクリルポリマー^１、２．２５部のコロイド状シリカＭＴ−ＳＴ（ＮｉｓｓａｎＣｈｅｍｉｃａｌ）、および３．６部のメチルトリメトキシシラン（Ｅｖｏｎｉｋ）と混合した。３０分間混合した後、６．８部のｎ−プロパノール（純度９９．５％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、２．７５部の脱イオン水、および２．５部のＨＮＯ_３水溶液（水中４．６８重量パーセントの硝酸）の混合物を第１の混合物に添加して、シランを加水分解した。３０分間加水分解させた後、０．２５部のアルミニウムアセチルアセトネート（純度９９％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）および０．１部のＢＹＫ−３０６（ＢＹＫＵＳＡＩｎｃ．）を混合物に添加した。最後に、７１．２５部の量のｎ−プロパノールを添加して、混合しながら溶液を希釈した。
（実施例４）

清潔な容器中で、７．５部のオルトケイ酸テトラエチル（純度９８％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を３．７５部のシラン官能性アクリルポリマー^１、２．２５部のコロイド状シリカＭＴ−ＳＴ（ＮｉｓｓａｎＣｈｅｍｉｃａｌ）、および３．６部のメチルトリメトキシシラン（Ｅｖｏｎｉｋ）と混合した。３０分間混合した後、６．８部のｎ−プロパノール（純度９９．５％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、２．７５部の脱イオン水、および２．５部のＨＮＯ_３水溶液（水中４．６８重量パーセントの硝酸）の混合物を第１の混合物に添加して、シランを加水分解した。３０分間加水分解させた後、０．２５部のアルミニウムアセチルアセトネート（純度９９％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）および０．１部のＢＹＫ−３０６（ＢＹＫＵＳＡＩｎｃ．）を混合物に添加した。最後に、７０．５部の量のｎ−プロパノールを添加して、混合しながら溶液を希釈した。
（実施例５）

清潔な容器中で、７．５部のオルトケイ酸テトラエチル（純度９８％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を３．７５部のシラン官能性アクリルポリマー^１、２．２５部のコロイド状シリカＭＴ−ＳＴ（ＮｉｓｓａｎＣｈｅｍｉｃａｌ）、および３．６部のメチルトリメトキシシラン（Ｅｖｏｎｉｋ）と混合した。３０分間混合した後、６．８部のｎ−プロパノール（純度９９．５％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、２．７５部の脱イオン水、および２．５部のＨＮＯ_３水溶液（水中４．６８重量パーセントの硝酸）の混合物を第１の混合物に添加して、シランを加水分解した。３０分間加水分解させた後、０．１部のＢＹＫ−３０６（ＢＹＫＵＳＡＩｎｃ．）を混合物に添加した。最後に、７０．７５部の量のｎ−プロパノールを添加して、混合しながら溶液を希釈した。
（実施例６）

清潔な容器中で、１５．０部のオルトケイ酸テトラエチル（純度９８％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を０．７５部のシラン官能性アクリルポリマー^１、２．２５部のコロイド状シリカＭＴ−ＳＴ（ＮｉｓｓａｎＣｈｅｍｉｃａｌ）、および３．６部のメチルトリメトキシシラン（Ｅｖｏｎｉｋ）と混合した。３０分間混合した後、６．８部のｎ−プロパノール（純度９９．５％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、２．７５部の脱イオン水、および２．５部のＨＮＯ_３水溶液（水中４．６８重量パーセントの硝酸）の混合物を第１の混合物に添加して、シランを加水分解した。３０分間加水分解させた後、０．２５部のアルミニウムアセチルアセトネート（純度９９％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）および０．１部のＢＹＫ−３０６（ＢＹＫＵＳＡＩｎｃ．）を混合物に添加した。最後に、６６．０部の量のｎ−プロパノールを添加して、混合しながら溶液を希釈した。
（実施例７）

清潔な容器中で、１２．５部のオルトケイ酸テトラエチル（純度９８％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を０．７５部のシラン官能性アクリルポリマー^１、２．２５部のコロイド状シリカＭＴ−ＳＴ（ＮｉｓｓａｎＣｈｅｍｉｃａｌ）、および３．６部のメチルトリメトキシシラン（Ｅｖｏｎｉｋ）と混合した。３０分間混合した後、６．８部のｎ−プロパノール（純度９９．５％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、２．７５部の脱イオン水、および２．５部のＨＮＯ_３水溶液（水中４．６８重量パーセントの硝酸）の混合物を第１の混合物に添加して、シランを加水分解した。３０分間加水分解させた後、０．２５部のアルミニウムアセチルアセトネート（純度９９％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）および０．１部のＢＹＫ−３０６（ＢＹＫＵＳＡＩｎｃ．）を混合物に添加した。最後に、６８．５部の量のｎ−プロパノールを添加して、混合しながら溶液を希釈した。
（実施例８）

清潔な容器中で、１０．０部のオルトケイ酸テトラエチル（純度９８％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を０．７５部のシラン官能性アクリルポリマー^１、２．２５部のコロイド状シリカＭＴ−ＳＴ（ＮｉｓｓａｎＣｈｅｍｉｃａｌ）、および３．６部のメチルトリメトキシシラン（Ｅｖｏｎｉｋ）と混合した。３０分間混合した後、６．８部のｎ−プロパノール（純度９９．５％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、２．７５部の脱イオン水、および２．５部のＨＮＯ_３水溶液（水中４．６８重量パーセントの硝酸）の混合物を第１の混合物に添加して、シランを加水分解した。３０分間加水分解させた後、０．２５部のアルミニウムアセチルアセトネート（純度９９％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）および０．１部のＢＹＫ−３０６（ＢＹＫＵＳＡＩｎｃ．）を混合物に添加した。最後に、７１．０部の量のｎ−プロパノールを添加して、混合しながら溶液を希釈した。
（実施例９）

清潔な容器中で、７．５部のオルトケイ酸テトラエチル（純度９８％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を０．７５部のシラン官能性アクリルポリマー^１、２．２５部のコロイド状シリカＭＴ−ＳＴ（ＮｉｓｓａｎＣｈｅｍｉｃａｌ）、および３．６部のメチルトリメトキシシラン（Ｅｖｏｎｉｋ）と混合した。３０分間混合した後、６．８部のｎ−プロパノール（純度９９．５％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、２．７５部の脱イオン水、および２．５部のＨＮＯ_３水溶液（水中４．６８重量パーセントの硝酸）の混合物を第１の混合物に添加して、シランを加水分解した。３０分間加水分解させた後、０．２５部のアルミニウムアセチルアセトネート（純度９９％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）および０．１部のＢＹＫ−３０６（ＢＹＫＵＳＡＩｎｃ．）を混合物に添加した。最後に、７３．５部の量のｎ−プロパノールを添加して、混合しながら溶液を希釈した。
（実施例１０）

清潔な容器中で、７．５部のオルトケイ酸テトラエチル（純度９８％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を０．７５部のシラン官能性アクリルポリマー^１、２．２５部のコロイド状シリカＭＴ−ＳＴ（ＮｉｓｓａｎＣｈｅｍｉｃａｌ）、および３．６部のメチルトリメトキシシラン（Ｅｖｏｎｉｋ）と混合した。３０分間混合した後、６．８部のｎ−プロパノール（純度９９．５％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、２．７５部の脱イオン水、および２．５部のＨＮＯ_３水溶液（水中４．６８重量パーセントの硝酸）の混合物を第１の混合物に添加して、シランを加水分解した。３０分間加水分解させた後、０．１部のＢＹＫ−３０６（ＢＹＫＵＳＡＩｎｃ．）を混合物に添加した。最後に、７３．７５部の量のｎ−プロパノールを添加して、混合しながら溶液を希釈した。
（実施例１１）

清潔な容器中で、１１．５部のオルトケイ酸テトラエチル（純度９８％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を０．７５部のシラン官能性アクリルポリマー^１、１．７２部のコロイド状シリカＭＴ−ＳＴ（ＮｉｓｓａｎＣｈｅｍｉｃａｌ）、および２．８部のメチルトリメトキシシラン（Ｅｖｏｎｉｋ）と混合する。３０分間混合した後、６．８部のｎ−プロパノール（純度９９．５％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、２．１部の脱イオン水、および２．５部のＨＮＯ_３水溶液（水中４．６８重量パーセントの硝酸）の混合物を第１の混合物に添加して、シランを加水分解した。３０分間加水分解させた後、０．２５部のアルミニウムアセチルアセトネート（純度９９％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）および０．３部のＢＹＫ−３０６（ＢＹＫＵＳＡＩｎｃ．）を混合物に添加した。最後に、７１．２８部の量のｎ−プロパノールを添加して、混合しながら溶液を希釈する。
（実施例１２）

清潔な容器中で、１３．３３部の実施例１１の溶液を８６．６７部のｎ−プロパノールと３０分間混合する。
（実施例１３）

清潔な容器中で、４０部の実施例１１の溶液を６０部のｎ−プロパノールと３０分間混合する。
（実施例１４）

清潔な容器中で、１１．５部のオルトケイ酸テトラエチル（純度９８％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を０．７５部のシラン官能性アクリルポリマー^１、１．７２部のコロイド状シリカＭＴ−ＳＴ（ＮｉｓｓａｎＣｈｅｍｉｃａｌ）、および２．８部のメチルトリメトキシシラン（Ｅｖｏｎｉｋ）と混合する。３０分間混合した後、６．８部の２−プロパノール（純度９９．５％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、２．１部の脱イオン水、および２．５部のＨＮＯ_３水溶液（水中４．６８重量パーセントの硝酸）の混合物を第１の混合物に添加して、シランを加水分解した。３０分間加水分解させた後、０．２５部のアルミニウムアセチルアセトネート（純度９９％、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）および０．３部のＢＹＫ−３０６（ＢＹＫＵＳＡＩｎｃ．）を混合物に添加した。最後に、７１．２８部の量の２−プロパノールを添加して、混合しながら溶液を希釈する。
（実施例１５）

清潔な容器中で、１３．３３部の実施例１４の溶液を８６．６７部のｎ−プロパノールと３０分間混合する。
^１米国特許第８，５０７，６３１号の実施例１に従って調製したが、以下の相違点がある：ペルオキシ−２−エチルヘキサン酸ｔ−アミルをアゾビスイソブチロニトリルの代わりに開始剤として使用し、溶液を８２℃（１８０°Ｆ）の代わりに１２０℃（２４８°Ｆ）のオーブン中に終夜置いた。

次いで実施例１〜１０の溶液を、ＡＴＴＯプラズマ処理器（ＤｉｅｎｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、Ｇｅｒｍａｎｙから入手可能）を使用したプラズマ処理で前処理したソーダ石灰ガラスまたはゴリラガラス基板上に、Ｃｅｅ２００Ｘスピン塗布機（ＢｒｅｗｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｃ．から入手可能）を使用して種々のＲＰＭでスピンコーティングした。周囲条件で５分間乾燥した後、ＥＣ１１０３としてＰＰＧから入手可能な防汚コーティングを、ＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＳｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＰｒｉｓｍＵｌｔｒａ−Ｃｏａｔ超音波スプレー塗布機を使用して塗布した。周囲条件でさらに５分間乾燥した後、被覆試料をオーブン中、１５０℃で６０分間硬化させた。

実施例１２を、ＡＴＴＯプラズマ処理器（ＤｉｅｎｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を使用したプラズマ処理で前処理したソーダ石灰ガラスまたはゴリラガラス基板上に、ＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＳｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．製のＰｒｉｓｍＵｌｔｒａ−Ｃｏａｔ超音波スプレー塗布機によってスプレーコーティングした。周囲条件で５分間乾燥した後、ＥＣ１１０３としてＰＰＧから入手可能な防汚コーティングを、ＰｒｉｓｍＵｌｔｒａ−Ｃｏａｔ超音波スプレー塗布機を使用して塗布した。周囲条件でさらに５分間、第２の乾燥をした後、被覆試料をオーブン中、１５０℃で６０分間硬化させた。被覆試料の片面積分スペキュラーオンリー反射率を、ＰＭＴ／ＩｎＧａＡｓ１５０ｍｍ積分球を有するＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＬａｍｂｄａ１０５０分光光度計を使用して測定した。黒色３Ｍ絶縁テープを測定位置でガラス基板の裏表面に適用した。次いでマーカーまたはペンの後端でテープを完全にこすって全ての空気を除去し、ガラス表面とテープの粘着剤との間を完全に接触させた。基準材料として鏡面ミラーを用いて反射率の測定を行った。０％線を、反射ポートのカスタムライトトラップによって集めた。合計（正反射を含む）反射率の測定を、球の正反射スポットに取り付けられたプラグ上のスペクトルで行い、拡散（正反射を除外）反射率の測定を、球の正反射スポットから取り外されたプラグ上のスペクトルで行った。スペキュラーオンリー反射率は、正反射を含むスペクトルから正反射を除外したスペクトルを差し引くことによって決定した。

実施例１２および実施例１４の組成物を、ＡＴＴＯプラズマ処理器（ＤｉｅｎｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を使用したプラズマ処理で両面を前処理したＰＭＭＡ基板上に、Ｃｅｅ２００Ｘスピン塗布機（ＢｒｅｗｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｃ．）を使用してスピンコーティングした。周囲条件で５分間乾燥した後、ＥＣ１１０３としてＰＰＧから入手可能な防汚コーティングを、ＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＳｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．製のＰｒｉｓｍＵｌｔｒａ−Ｃｏａｔ超音波スプレー塗布機を使用して片面に適用した。周囲条件でさらに５分間乾燥した後、被覆試料をオーブン中８５℃で５時間硬化した。

被覆試料の両面反射率および透過率を、Ｘ−Ｒｉｔｅ，Ｉｎｃ．から入手可能なＣｏｌｏｒｉ７ＢｅｎｃｈｔｏｐＳｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒを使用して測定した。

Ｘ−Ｒｉｔｅ，Ｉｎｃ．から入手可能なＣｏｌｏｒｉ７ＢｅｎｃｈｔｏｐＳｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒによって測定した両面透過率および反射率を以下に報告する。

Ｃｏｌｏｒｉ７ＢｅｎｃｈｔｏｐＳｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒによって測定した両面透過率および反射率を以下に報告する。

ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＬａｍｂｄａ１０５０分光光度計によって測定された片面積分スペキュラーオンリー反射率、Ｌ^＊、ａ^＊、およびｂ^＊を以下に報告する。以下の表は、被覆基板上の３つの異なる位置で試験した同じ試料見本についてのデータを報告する。

実施例１２の組成物を、ＢｒｅｗｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｃ．、Ｒｏｌｌａ、Ｍｉｓｓｏｕｒｉ製のＣｅｅＸスピン塗布機を使用して、スピンコーティングによってガラス基板に適用した。様々な回転速度を使用することによって異なる厚さを実現した。１５０℃で１時間硬化した後、Ｆｉｌｍｅｔｒｉｃｓ，Ｉｎｃ．、ＳａｎＤｉｅｇｏ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ製のＦ２０−ＵＶ薄膜アナライザーを使用して膜厚および屈折率（ｎ）をシミュレートした。０．９９５超の高「適合度」は、屈折率の測定の精度を示した。

ｎ−プロパノールおよびイソプロパノールと配合された試料のヘイズ差、Ｌ^＊、ａ^＊、およびｂ^＊を以下に報告する。

ＰＭＭＡ基板上で、ｎ−プロパノールと配合された試料のヘイズは、イソプロパノールと配合されたものより有意に低いことに留意されたい。

ポリカーボネートレンズを、実施例１３の反射防止コーティング溶液を用いて、ＱｕａｌｔｅｃｈＰｒｏｄｕｃｔｓＩｎｄｕｓｔｒｙ、Ｄｅｎｖｅｒ、Ｃｏｌｏｒａｄｏ製のディップコーターモデルＱＰＩ−１６８を使用して４００ｍｍ／ｍｉｎの引き上げ速度でディップコーティングした。次いで被覆ポリカーボネートレンズを１００℃で３時間硬化した。被覆ポリカーボネートレンズの透過率を、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒＬａｍｂｄａ１０５０分光光度計によって測定し、非被覆ポリカーボネートレンズと比較した。結果を以下の表および図１に示す。

本発明の特定の実施形態を、例示目的で上述してきたが、添付の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の詳細の数々の変更を行うことが可能であることは、当業者には明らかであろう。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目１)
反射防止特性を示す被覆物品であって、
（Ａ）基板と、
（Ｂ）前記基板の少なくとも１つの表面の少なくとも一部に適用された反射防止コーティング層であって、
（ａ）テトラアルコキシシラン、
（ｂ）アルキルトリアルコキシシラン、
（ｃ）シラン官能性アクリルポリマー、
（ｄ）無機酸化物粒子、
（ｅ）鉱酸、
（ｆ）水、および
（ｇ）溶媒
を含む酸性ゾル−ゲル組成物から形成される反射防止コーティング層と
を含む被覆物品。
(項目２)
前記酸性ゾル−ゲル組成物が、前記酸性ゾル−ゲル組成物中に存在するＭｇＦ _２を、前記ゾル−ゲル組成物の総重量に対して０．１〜１５重量パーセントの量でさらに含む、項目１に記載の被覆物品。
(項目３)
前記反射防止コーティング層の少なくとも一部に適用された防汚コーティング層をさらに含む、項目１に記載の被覆物品。
(項目４)
前記基板（Ａ）が、ガラス、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリ尿素−ウレタン、ポリエチレンテレフタレート、またはアリルジグリコールカーボネートを含む、項目１に記載の被覆物品。
(項目５)
前記基板が、２つの反対表面を有する、項目４に記載の被覆物品。
(項目６)
前記反射防止コーティング層（Ｂ）が、前記基板の反対表面の両方の少なくとも一部に適用されて、２つの被覆された面を形成している、項目５に記載の被覆物品。
(項目７)
被覆された面の両方の少なくとも一部の上部に適用された防汚コーティング層をさらに含む、項目６に記載の被覆物品。
(項目８)
前記基板がポリメチルメタクリレートを含み、前記溶媒（ｇ）が、前記酸性ゾル−ゲル組成物の総重量に対して６０重量パーセント超の量で存在するｎ−プロパノールを含む、項目６に記載の被覆物品。
(項目９)
前記基板がガラスを含み、前記反射防止コーティング層が前記基板の１つの表面に適用され、前記被覆物品が、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲で２．８０％未満の片面積分スペキュラーオンリー反射率を示す、項目５に記載の被覆物品。
(項目１０)
前記被覆物品が光学物品である、項目１に記載の被覆物品。
(項目１１)
前記反射防止コーティング層が、２００ｎｍ未満の乾燥膜厚を有する、項目１に記載の被覆物品。
(項目１２)
反射防止表面を有する被覆物品を形成する方法であって、
（１）項目１に記載の反射防止コーティング層（Ｂ）を、基板の表面の少なくとも一部に適用して、被覆基板を形成するステップと、
（２）前記被覆基板を、前記反射防止コーティングの硬化をもたらすのに十分な時間の間、条件にさらすステップと
を含む方法。
(項目１３)
前記反射防止コーティング層が、スピンコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティング、スロットダイコーティング、カーテンコーティング、またはフローコーティングによって適用される、項目１２に記載の方法。
(項目１４)
前記被覆基板が、少なくとも８０℃の温度で少なくとも３０分間、硬化される、項目１２に記載の方法。
(項目１５)
前記基板が、ガラス、ポリメチルメタクリレート、またはポリカーボネートを含み、前記反射防止コーティング層が、スピンコーティングまたはスプレーコーティングによって適用され、８０〜１２０ｎｍの乾燥膜厚を有する、項目１３に記載の方法。
(項目１６)
前記被覆物品が、ディスプレイスクリーン、タッチスクリーン、太陽電池、およびグレージングから選択される光学物品を含む、項目１５に記載の方法。
(項目１７)
前記基板がポリカーボネートまたはアリルジグリコールカーボネートを含み、前記反射防止コーティング層がディップコーティングにより適用され、８０〜１２０ｎｍの乾燥膜厚を有する、項目１３に記載の方法。
(項目１８)
前記被覆物品が光学レンズを構成する、項目１７に記載の方法。
(項目１９)
ステップ（２）の前後のいずれかで、前記反射防止コーティング層の少なくとも一部に防汚コーティング層を適用するステップをさらに含む、項目１３に記載の方法。

Claims

反射防止特性を示す被覆物品であって、
（Ａ）基板と、
（Ｂ）前記基板の少なくとも１つの表面の少なくとも一部に適用された反射防止コーティング層であって、
（ａ）テトラアルコキシシラン、
（ｂ）アルキルトリアルコキシシラン、
（ｃ）アクリル酸ヒドロキシプロピルおよびメタクリルオキシプロピルトリメトキシシランの反応生成物である、シラン官能性アクリルポリマー、
（ｄ）無機酸化物粒子、
（ｅ）鉱酸、
（ｆ）水、および
（ｇ）溶媒
を含む酸性ゾル−ゲル組成物から形成される反射防止コーティング層と
を含む被覆物品。
前記酸性ゾル−ゲル組成物が、前記酸性ゾル−ゲル組成物中に存在するＭｇＦ_２を、前記ゾル−ゲル組成物の総重量に対して０．１〜１５重量パーセントの量でさらに含む、請求項１に記載の被覆物品。
前記反射防止コーティング層の少なくとも一部に適用された防汚コーティング層をさらに含む、請求項１に記載の被覆物品。
前記基板（Ａ）が、ガラス、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリ尿素−ウレタン、ポリエチレンテレフタレート、またはアリルジグリコールカーボネートを含む、請求項１に記載の被覆物品。
前記基板が、２つの反対表面を有する、請求項４に記載の被覆物品。
前記反射防止コーティング層（Ｂ）が、前記基板の反対表面の両方の少なくとも一部に適用されて、２つの被覆された面を形成している、請求項５に記載の被覆物品。
被覆された面の両方の少なくとも一部の上部に適用された防汚コーティング層をさらに含む、請求項６に記載の被覆物品。
前記基板がポリメチルメタクリレートを含み、前記溶媒（ｇ）が、前記酸性ゾル−ゲル組成物の総重量に対して６０重量パーセント超の量で存在するｎ−プロパノールを含む、請求項６に記載の被覆物品。
前記基板がガラスを含み、前記反射防止コーティング層が前記基板の１つの表面に適用され、前記被覆物品が、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲で２．８０％未満の片面積分スペキュラーオンリー反射率を示す、請求項５に記載の被覆物品。
前記被覆物品が光学物品である、請求項１に記載の被覆物品。
前記反射防止コーティング層が、２００ｎｍ未満の乾燥膜厚を有する、請求項１に記載の被覆物品。
反射防止表面を有する被覆物品を形成する方法であって、
（１）請求項１に記載の反射防止コーティング層（Ｂ）を、基板の表面の少なくとも一部に適用して、被覆基板を形成するステップと、
（２）前記被覆基板を、前記反射防止コーティングの硬化をもたらすのに十分な時間の間、条件にさらすステップと
を含む方法。
前記反射防止コーティング層が、スピンコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティング、スロットダイコーティング、カーテンコーティング、またはフローコーティングによって適用される、請求項１２に記載の方法。
前記被覆基板が、少なくとも８０℃の温度で少なくとも３０分間、硬化される、請求項１２に記載の方法。
前記基板が、ガラス、ポリメチルメタクリレート、またはポリカーボネートを含み、前記反射防止コーティング層が、スピンコーティングまたはスプレーコーティングによって適用され、８０〜１２０ｎｍの乾燥膜厚を有する、請求項１３に記載の方法。
前記被覆物品が、ディスプレイスクリーン、タッチスクリーン、太陽電池、およびグレージングから選択される光学物品を含む、請求項１５に記載の方法。
前記基板がポリカーボネートまたはアリルジグリコールカーボネートを含み、前記反射防止コーティング層がディップコーティングにより適用され、８０〜１２０ｎｍの乾燥膜厚を有する、請求項１３に記載の方法。
前記被覆物品が光学レンズを構成する、請求項１７に記載の方法。
ステップ（２）の前後のいずれかで、前記反射防止コーティング層の少なくとも一部に防汚コーティング層を適用するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。