JPH04238839A

JPH04238839A - フローコート用薬液組成物

Info

Publication number: JPH04238839A
Application number: JP275291A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kondo; 剛近藤
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 1991-01-14
Filing date: 1991-01-14
Publication date: 1992-08-26
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: JP2504621B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紫外線吸収機能を有す
る酸化亜鉛膜や熱線反射機能を有する酸化ビスマス等の
機能性無機膜を保護するための極めて均一、平滑で可視
光透過率の高いシリカ膜（オーバーコート膜）を、特に
フローコート法で作成するために生産性、再現性等に優
れたフローコート用薬液組成物に関する。

【０００２】本発明の薬液を使用することにより、上記
性能の優れたシリカ膜を大面積で、安価に提供すること
ができる。

【０００３】

【従来技術とその問題点】従来、機能性無機膜の保護膜
としてのシリカ膜の成膜方法としては、烝着法、スパッ
タリング法等の物理的方法とＣＶＤ　法や浸漬法、スピ
ンコート法等のシラン化合物溶液を塗布する化学的方法
が知られている。

【０００４】しかしながら、窓ガラス等の大面積に塗布
する場合、従来の方法では装置が大がかりになること、
塗布に時間がかかりすぎるために生産性が低い等の問題
があった。また、浸漬法等で用いられていたシリカ膜用
薬液をフローコート法で用いた場合には、粘度が低すぎ
ること等のため、成膜性が悪い、色むらが生じる、膜の
白濁化が起こりやすい等の問題があった。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】本発明者らはかかる問
題点に鑑み鋭意検討した結果、従来のアルコキシシラン
類のアルコール溶液に対し、増粘および膜の白濁化防止
を併せ持つ高沸点溶媒（１５０　〜３００　℃）である
アルコール類やエステル類を、粘度調整に低沸点溶媒（
５０〜１５０　℃）　であるであるアルコールやエステ
ル類を、さらに色むら防止、レベリング、消泡の効果を
持つシリコーン化合物を、場合によっては増粘剤である
ヒドロキシプロピルセルロースのアルコール溶液を加え
、最適な比率で混合することにより得られた薬液は、フ
ローコート法により酸化亜鉛等の機能性無機膜の上に均
一で平滑かつ透明なシリカ膜を作成できることを見い出
し本発明に到達したものである。

【０００６】すなわち本発明は、下記（１）〜（５）の
成分からなることを特徴とするフローコート用薬液組成
物、すなわち、（１）アルコキシシランとして、一般式（Ｒ１−Ｏ）ｎ
　Ｒ２４−ｎ　Ｓｉ　−−−−（Ａ）（ただし、式中Ｒ
１はメチル基またはエチル基を示し、Ｒ２はメチル基、
エチル基、フェニル基を示し、ｎ　は４以下の自然数で
ある。）で表されるアルコキシシランのうち少なくとも
１種以上の加水分解物：ＳｉＯ２として１〜５ｗｔ％　
。（２）沸点が１５０　〜３００　℃のアルコール類、エ
ステル類をうち少なくとも１種以上の成分：５　〜５０
ｗｔ％　。（３）沸点が５０〜１５０　℃のアルコール類、エステ
ル類をうち少なくとも１種以上の成分：０　〜５０ｗｔ
％　。（４）シリコーン化合物：１０〜１０００ｐｐｍ　。（５）ヒドロキシプロピルセルロース：　０〜　２ｗｔ
％　。を提供するものである。

【０００７】まず、（１）の主要成分のアルコキシシラ
ンとしては、一般式（Ａ）で表されるものの加水分解物
であるが、この一般式（Ａ）で表される化合物としては
、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチ
ルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジ
メチルジメトキシシラン、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、フェニルトリメトキシシ
ラン等があり、上記化合物を少なくとも１種以上使用す
る。また、上記化合物を含有するＴＳ１０１ＧＺＤ（大
八化学）、Ｇ−９０，４０１（日板研究所）、ＥＴＳＢ
−７０００（テー・エス・ビー）等の市販品を使用して
もよい。これら一般式（Ａ）で表される化合物は薬液全
体に対し、ＳｉＯ２濃度として１〜５ｗｔ％　になるよ
うに添加すればよい。ＳｉＯ２の濃度として１ｗｔ％よ
り低い場合は、膜厚が薄くなりすぎるため保護機能を維
持できず、一方５ｗｔ％より濃い場合は、膜厚が厚くな
りすぎるため、クラック等が入り易くなり好ましくない
。

【０００８】（２）の沸点が１５０　〜３００　℃のア
ルコール類、エステル類としては、まずアルコール類と
して１−オクタノール、２−オクタノール、２−エチル
−１−ヘキサノール、２−エタンジオール、１，２−プ
ロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−
ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペ
ンタンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオー
ル、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、グリセリ
ン等、エステル類としてモノアセチン、トリアセチン等
を単独もしくは２種類以上混合して使用する。前記溶媒
は濃度が薬液全体に対し、５〜５０ｗｔ％　になるよう
に添加すればよい。（２）の沸点が１５０　〜３００　
℃のアルコール類やエステル類を添加することにより、
乾燥工程で白濁化が防止でき、また３００　℃以下と沸
点が余り高すぎないため乾燥工程の時間が必要以上に長
くなることはない。添加量が５ｗｔ％より少ない場合、
膜が白濁化するため好ましくなく、一方添加量が５０ｗ
％より多いと乾燥工程に時間がかかりすぎるため好まし
くない。

【０００９】（３）の沸点が５０〜１５０　℃のアルコ
ール類、エステル類としては、アルコール類としてエタ
ノール、プロパノール、ブタノール等、エステル類とし
ては酢酸エチル、酢酸ブチル等を単独または２種類以上
混合して使用して粘度調整を行う。前記溶媒は濃度が薬
液全体に対し、０〜５０ｗｔ％　になるように添加すれ
ばよい。添加量が５０ｗｔ％　より多すぎる場合、粘度
が低下し膜厚の調整が難しく、所定の膜厚を得ようとす
れば、白濁化しやすくなる。（２）の成分の沸点が１５
０℃に近い低沸点のものを使用した場合には、（３）の
成分を必ずしも添加する必要のない場合もある。

【００１０】上記した化合物の混合溶液だけでも透明な
シリカ膜を得ることはできるが、塗装後、乾燥する場合
に平滑性が保ちにくいため、色むら（干渉光）が生じや
すく、光学的用途には使用できない。また、フローコー
ト法では塗布液をポンプで循環しているため、溶媒の種
類によっては泡が発生しやすく、塗膜に泡が残る可能性
があるため、色むら防止、消泡に効果のある（４）のシ
リコーン化合物を１０〜１０００ｐｐｍ　添加する。添
加するシリコーン化合物としては、ジメチルシリコーン
オイル、メチルフェニルシリコーンオイル、シリコーン
ポリオキシエチレン共重合体、シリコーンポリオキシア
ルキレン共重合体、アミノ変性シリコーンオイル等が好
ましい。添加量が１０ｐｐｍより少ない場合、塗布液が
発泡したり、膜の色むらが生じ、一方添加量が１０００
ｐｐｍ　より多すぎる場合にも色むらが発生しやすくな
り、また経済的でない。

【００１１】また上記組成に対し、（５）のヒドロキシ
プロピルセルロースを増粘剤として、薬液全体に対し　
０〜　２ｗｔ％　になるよう添加するのが好ましく、こ
の場合普通はヒドロキシプロピルセルロースを１〜５ｗ
ｔ％　になるようにアルコール類に溶解した後、添加す
る。ヒドロキシプロピルセルロースの添加量が多すぎる
場合、粘度が上がりすぎるため、フローコート用として
使用できない。上記（１）〜（４）の成分で粘度が十分の場合は、（５
）の成分を添加しなくてもよい。

【００１２】このようにして作成された本発明のフロー
コート用薬液組成物は、その粘度として５　ｃｐ以上６
０ｃｐ以下というフローコーターで使用するのに好適の
粘度を有し、後述するフローコート法による塗布におい
て、乾燥過程で白濁化せず、塗布膜が硬化するまで均一
の厚さに保たれること、溶媒が短時間で蒸発することな
ど種々の優れた点を有する。

【００１３】本発明のフローコート用薬液は、種々のフ
ローコータ−、例えばスロットオリフィスから塗布液を
自然落下させるタイプ、オーバーフローさせるタイプ、
加圧ポンプでフローさせるタイプ等の種々のタイプを用
いたフローコート法に適用できる。

【００１４】フローコーターの設定条件は、フローの形
式や種類の違いによって異なるが、例えば岩田塗装機工
業（株）のＦＬシリーズを使用した場合は、コンベヤ速
度：４０〜２００　ｍ／ｍｉｎ　、スリット幅：０．４
　〜０．８　ｍｍの設定条件で塗布することができる。

【００１５】塗布後、通常の対流式乾燥機や連続乾燥炉
で、１５０　〜２００　℃で１５〜３０分間乾燥するこ
とで、乾燥膜が得られる。この乾燥膜を４５０　〜５５
０　℃、１５分〜１　時間、空気中で焼成することによ
り、膜厚０．１　〜１．５　μｍ　の強固なシリカ保護
膜が得られる。この保護膜は、鉛筆硬度９Ｈ以上の硬さ
を有し、下地との密着性にも優れ、０．１Ｎの塩酸溶液
や０．１Ｎの苛性ソーダ水溶液等の強酸、強アルカリか
ら機能性無機膜を守る耐薬品性を有しており、実用上充
分な保護機能を有するシリカ膜が得られる。

【００１６】このため、従来安価、大面積で均一、平滑
かつ可視光透過率の高いシリカ保護膜を形成することが
困難であったため用途が限られていた、紫外線吸収機能
を有する酸化亜鉛膜、熱線反射機能を有する酸化ビスマ
ス膜等の機能を有する光学機能膜等に上記保護膜を形成
せしめることができ、建築用、自動車用等、種々の用途
に利用できるようになり、その適用範囲は格段に拡がる
ものとなる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はかかる実施例により限定されるものでは
ない。

【００１８】実施例１市販のシリカ膜用薬液のＴＳ１０１ＧＺＤ（大八化学）
１リットル、トリアセチン５リットルを混合した後、０
．０１ｗｔ％　のＴＳＦ４５１−３５０（東芝シリコー
ン製、レベリング剤・消泡剤）を含むイソプロパノール
４リットルを加えて混合することで、粘度１０ｃｐのフ
ローコート用薬液を得た。

【００１９】次にまず、ソーダライムガラス板（３００
　×４００　×４　ｍｍ）上に２−エチルヘキサン亜鉛
を主成分とする溶液を塗布、乾燥、焼成して酸化亜鉛膜
（膜厚１．０　μｍ　）を作成し、その上にさらにフロ
ーコート法を用いて上記薬液を塗布した。

【００２０】フローコーターは、ＦＬ−Ｓ３Ｆ［岩田塗
装機（株）］を用い、カーテンスリット幅：０．６　ｍ
ｍ、コンベヤ速度：６０ｍ／ｍｉｎ　、塗布液送入バル
ブ開度：４．５／１０の設定条件で塗布し、塗布した基
板を１５０　〜２００　℃の乾燥器で３０分間乾燥した
後、５５０　℃の電気炉で２０分間乾燥した。

【００２１】これにより、膜厚約０．５　μｍ　の平滑
透明なシリカ保護膜を有する紫外線吸収ガラスが得られ
た。実施例２メチルトリメトキシシラン１３６０ｇ　、テトラエトキ
シシラン３０４０ｇ　、ｎ−ブタノール４０００ｇ　、
水１９８０ｇ　を室温下で攪拌、混合した後、７２時間
静置することで安定なアルコキシシラン加水分解薬液を
得た。このアルコキシシラン加水分解薬液０．５　リッ
トルに、エチレングリコール３．２５リットル、イソプ
ロパノール６．２５リットル、レベリング剤としてＹＳ
Ａ６４０３（東芝シリコーン製）を０．２６ｇ　添加し
、混合することで、粘度１０ｃｐのフローコート用薬液
を得た。

【００２２】この薬液を、２ーエチルヘキサン酸ビスマ
スを主成分とする溶液を塗布、乾燥、焼成することによ
り、酸化ビスマスの膜（膜厚：０．５　μｍ　）を作成
したソーダライムガラス板（３００　×４００　×４　
ｍｍ）に、実施例１と同様のフローコーターを使用し、
カーテンスリット幅：０．３　ｍｍ、コンベヤ速度：１
２０ｍ／ｍｉｎ、塗布液送入バルブ開度：３／１０の設
定条件で塗布し、塗布した基板を１５０　℃の乾燥器で
１５分間乾燥した後、５５０　℃の電気炉で２０分間乾
燥した。

【００２３】これにより、膜厚約０．１２μｍ　の平滑
透明なシリカ保護膜を有する熱線反射ガラスが得られた
。実施例３メチルトリエトキシシラン７７１　ｇ　、ｎ−ブタノー
ル３６７４ｇ　、エタノール２４８７　ｇ、水５４６ｇ
、リン酸２１　ｇを室温下で攪拌、混合した後、２時間
静置することで安定なアルコキシシラン加水分解薬液を
得た。このアルコキシシラン加水分解薬液に１．５ｗｔ
％ヒドロキシプロピルセルロースを含有するエタノール
溶液２５００ｇ　、シリコーン化合物ＴＦＳ４００（東
芝シリコーン製）を１ｇ　添加し、混合することで、粘
度２０ｃｐのフローコート用薬液を得た。

【００２４】このフローコート用薬液を、酸化カドニウ
ムを５０ｍｏｌ％含有したガラス膜（１．２　μｍ）を
付与した石英ガラス板（１５０　×１５０　×２　ｍｍ
）に、実施例１と同様のフローコーターを使用し、カー
テンスリット幅：０．３　ｍｍ、コンベヤ速度：１００
ｍ／ｍｉｎ、塗布液送入バルブ開度：４／１０の設定条
件で塗布した。

【００２５】前記基板を、２００　℃の乾燥器で３０分
間乾燥した後、５７０　℃の電気炉で３０分間焼成した
。これにより、膜厚約１．２１μｍ　の平滑透明なシリ
カ保護膜を有するフォトクロミックガラスが得られた。

【００２６】実施例４実施例１〜３で作成した紫外線吸収ガラスの耐酸性、耐
アルカリ性、耐候性、引っ掻き試験の評価を保護膜なし
の場合と比較した。試験の条件は、下記の通りである。

【００２７】耐酸性試験：０．１５Ｎ　のＨＣｌ　に室
温下で２４時間、浸漬。耐アルカリ性試験：０．１５Ｎ　のＮａＯＨ　室温下で
２４時間、浸漬。耐候性試験：サンシャインウェザーメーター［ＷＥＬ−
ＳＵＮ−ＨＣＨ型、スガ試験機（株）］照射強度　　２５０　±４５　Ｗ／ｍ２　（３００〜７
００ｎｍ）、４０００時間引っ掻き試験：（株）河西製
、＃０００スチールウール　　５Ｋｇ／ｃｍ２　×４０
往復結果を、保護膜なしの場合と比較して表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明の薬液組成物は、特にフローコー
ト法によりシリカ膜を作成するのに最適な薬液であり、
該薬液を使用してフローコート法により作成したシリカ
膜は、極めて均一、平滑で可視光透過率が高く、耐久性
にも優れ、下地との密着性も良好なため、紫外線吸収機
能を有する酸化亜鉛膜、熱線反射機能を有する酸化ビス
マス膜等の機能性無機膜を保護するシリカ膜を作成する
ため等に極めて有用である。

【００３０】また、本発明の薬液を使用して作成した保
護膜を有する上記の紫外線吸収ガラス、熱線反射ガラス
等は、耐酸性、耐アルカリ性、耐候性、耐磨耗性等に優
れ、建築用、自動車用等の用途に好適である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　下記（１）〜（５）の成分からなるこ
とを特徴とするフローコート用薬液組成物。（１）アルコキシシランとして、一般式（Ｒ１−Ｏ）ｎ
　Ｒ２４−ｎ　Ｓｉ　−−−−（Ａ）（ただし、式中Ｒ
１はメチル基またはエチル基を示し、Ｒ２はメチル基、
エチル基、フェニル基を示し、ｎ　は４以下の自然数で
ある。）で表されるアルコキシシランのうち少なくとも
１種以上の加水分解物：ＳｉＯ２として１〜５ｗｔ％　
。（２）沸点が１５０　〜３００　℃のアルコール類、エ
ステル類をうち少なくとも１種以上の成分：５　〜５０
ｗｔ％　。（３）沸点が５０〜１５０　℃のアルコール類、エステ
ル類をうち少なくとも１種以上の成分：０　〜５０ｗｔ
％　。（４）シリコーン化合物：１０〜１０００ｐｐｍ　。（５）ヒドロキシプロピルセルロース：　０〜　２ｗｔ
％　。