JPH0585714A - Production of alcohol-base silica sol which silica coating film can be formed by low temperature baking - Google Patents

Production of alcohol-base silica sol which silica coating film can be formed by low temperature baking

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JPH0585714A
JPH0585714A JP27639591A JP27639591A JPH0585714A JP H0585714 A JPH0585714 A JP H0585714A JP 27639591 A JP27639591 A JP 27639591A JP 27639591 A JP27639591 A JP 27639591A JP H0585714 A JPH0585714 A JP H0585714A
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JP
Japan
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silica
silica sol
low temperature
coating film
alcoholic
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JP27639591A
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Inventor
Akihiko Yamanaka
昭彦 山中
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KORUKOOTO ENG KK
Original Assignee
KORUKOOTO ENG KK
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Publication date
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  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a non-glare treating liquid for silica coating method for CRT faces or the like so that a nonglare coating film having excellent characteristics can be formed by baking at lower temp. (room temp.-100 deg.C) which is very low compared with a convenitional method of forming a nonglare coating film which requires high temp. (150-200 deg.C) and long time baking conditions. CONSTITUTION:The production of the alcohol-base silica sol features in hydrolysis of lower alkyl silicate expressed by formula Si(OR)4 (wherein R is methyl or ethyl group) and methanol and/or ethanol with specified amt. of water and catalyst. With using this silica sol, a silica coating film can be formed by low temp. baking.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、種々の被覆(コーティ
ング)対象物に塗布し、かつ極めて低温度の焼成により
強固な無機質のシリカコート膜を形成することができる
アルコール性シリカゾルの製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an alcoholic silica sol which can be applied to various objects to be coated and can be baked at an extremely low temperature to form a strong inorganic silica coat film. It is a thing.

【0002】[0002]

【従来の技術】造膜性シリケートの応用例としてCRT
(陰極線管)や液晶ディスプレイ装置のフェース面上に
コーティングし、焼成することによりノングレア被膜
(防眩性被膜、乱反射性被膜)を形成する、いわゆるシ
リカコート法によるノングレア処理技術がある。周知の
ように、例えば最近のディスプレイ用カラー受像管(C
RT)の技術開発は、高解像度化にはもとより、ディス
プレイ使用者に対する見やすさや安全性の向上に努力が
払われている。そして、このような開発動向を反映し
て、ディスプレイ表面のシリカコート法によるノングレ
ア処理技術に対しても、ますます要求性能が高まってき
ている。
2. Description of the Related Art CRT is an application example of a film-forming silicate.
There is a so-called silica coating method non-glare treatment technology in which a non-glare coating (anti-glare coating, diffuse reflection coating) is formed by coating on the (cathode ray tube) or the face surface of a liquid crystal display device and baking. As is well known, for example, recent color picture tubes for displays (C
In the technical development of (RT), not only high resolution but also efforts have been made to improve the visibility and safety for display users. Reflecting these development trends, the performance requirements for non-glare treatment technology by the silica coating method on the display surface are increasing more and more.

【0003】従来よりシリカコート法によるノングレア
処理技術に関して、以下のようなものが報告されてい
る。
Conventionally, the following has been reported regarding the non-glare treatment technique by the silica coating method.

【0004】(1) 実公昭50−26277号には実
公昭44−11150号に示される珪酸のアルカリ塩水
溶液(通称水ガラス)を用いる欠点、即ち水溶液である
ため、スプレー塗布後に流動状態になり易く、乱反射性
の緻密な凹凸状の粗面が形成されにくいという欠点を改
善する技術が開示されている。より具体的には、ブラウ
ン管表面に四塩化珪素(SiCl4 )とアルコール類ま
たはエステル類の混和溶液(非水系)を吹き付け、熱処
理することにより、ブラウン管表面に外光を拡散反射さ
せて画像を見やすくするための微細な凹凸状の被膜を形
成した、いわゆるノングレア処理されたブラウン管が提
示されている。
(1) In Japanese Utility Model Publication No. 50-26277, the disadvantage of using an aqueous solution of an alkali salt of silicic acid (commonly called water glass) shown in Japanese Utility Model Publication No. 44-11150, that is, since it is an aqueous solution, it becomes fluid after spray coating. There is disclosed a technique for improving the drawback that a rough surface having a fine irregularity that is easy and diffusely diffused is not easily formed. More specifically, by spraying a mixed solution (non-aqueous) of silicon tetrachloride (SiCl 4 ) and alcohols or esters on the surface of the cathode ray tube and heat-treating it, the external light is diffused and reflected on the surface of the cathode ray tube to make the image easier to see. For this purpose, a so-called non-glare-treated cathode ray tube in which a fine uneven coating is formed is proposed.

【0005】(2) 特開昭60−109134号に
は、加水分解した珪酸エステル、アルコール、水、及び
塩酸(及び/又は硝酸)から成る処理液を、予め40〜
90℃に予熱したブラウン管フェース面に塗布し、次い
で100〜200℃で加熱焼成して光拡散層を形成する
ことを特徴とした光拡散層を有するブラウン管の製造方
法が開示されている。なお、予めブラウン管フェース面
を40〜90℃に予熱するのは、処理液により良好な拡
散層が得られ、かつ焼成後の膜の固着力を大きくするた
めである。前記引用公報において、処理液として、エタ
ノール等の溶媒100mlに対し、エチルシリケートを
0.0025〜0.025モル(具体的には加水分解生
成物であるエチルシリケート40)、該エチルシリケー
トのモル数の12倍以上の水、及び触媒量の塩酸を配合
したものが示されている。そして、単量体性の珪素化合
物(例えば四塩化珪素)と比較して、予め加水分解され
た(別言すればオリゴマー性の)珪酸エステルを用いた
方が特性に優れていることを示している。
(2) In JP-A-60-109134, a treatment liquid consisting of hydrolyzed silicate ester, alcohol, water, and hydrochloric acid (and / or nitric acid) is preliminarily prepared in an amount of 40 to 40.
Disclosed is a method for producing a cathode ray tube having a light diffusing layer, which is characterized in that it is applied to a face surface of a cathode ray tube preheated to 90 ° C. and then heated and baked at 100 to 200 ° C. to form a light diffusing layer. In addition, the reason why the face surface of the cathode ray tube is preheated to 40 to 90 ° C. beforehand is that a good diffusion layer can be obtained by the treatment liquid and the adhesion force of the film after firing is increased. In the above cited publication, 0.0025 to 0.025 mol of ethyl silicate (specifically, ethyl silicate 40 which is a hydrolysis product) and 100 mol of the ethyl silicate with respect to 100 ml of a solvent such as ethanol as a treatment liquid. 12 times more water and a catalytic amount of hydrochloric acid are added. It is shown that the use of pre-hydrolyzed (in other words, oligomeric) silicate ester is superior to the characteristics of a monomeric silicon compound (for example, silicon tetrachloride). There is.

【0006】(3) 特開昭61−118932号に
は、ブラウン管の前面パネルの外表面にSi(OR)4
のアルコール溶液、またはHNO3を添加したSi(O
R)4 のアルコール溶液(但し、Rはアルキル基を示
す。)を吹付け塗布した後、80〜150℃で焼成する
ことを特徴とした前面パネルの表面にSiO2 から成る
透明で防眩性の微細な凹凸被膜を有するブラウン管の製
造方法が開示されている。なお、HNO3 を添加するの
は形成される膜の接着強度を向上させるためであり、膜
強度について他の強化手段が採用されれば不要とされる
ものである。また、前記引用公報には、80〜150℃
(パネル表面温度)の低温焼成により、Si−O−Si
のシロキサン構造の一部に、Si−OHのシラノール基
を残すことができるため帯電防止効果が得られることも
示されている。前記引用公報において、具体的な吹付け
液として溶質がSi(OC2 5 4 、溶媒がエタノー
ル、その他の成分が水とHNO3 から成るものが示さ
れ、また該吹付け液を前面パネルの外表面にスプレー塗
布し80〜150℃の焼成温度(30分間保持)により
シリカコート膜を形成することが示されている。
(3) JP-A-61-118932 discloses that Si (OR) 4 is formed on the outer surface of the front panel of a cathode ray tube.
Alcohol solution Si (O to or the addition of HNO 3, the
R) 4 alcohol solution (where R represents an alkyl group) is spray-coated, and then baked at 80 to 150 ° C. The front panel surface is made of SiO 2 and is transparent and antiglare. Discloses a method for producing a cathode ray tube having a fine uneven coating. The addition of HNO 3 is for improving the adhesive strength of the formed film, and is unnecessary if other strengthening means is adopted for the film strength. Further, in the above cited publication, 80 to 150 ° C.
By low temperature firing of (panel surface temperature), Si-O-Si
It is also shown that an antistatic effect can be obtained because the silanol group of Si-OH can be left in a part of the siloxane structure of. In the above cited publication, as a specific spraying liquid, a solute is Si (OC 2 H 5 ) 4 , a solvent is ethanol, and other components are water and HNO 3 , and the spraying liquid is used as a front panel. It is shown that a silica coat film is formed by spray coating on the outer surface of the above and baking temperature of 80 to 150 ° C. (holding for 30 minutes).

【0007】(4) 特開昭63−160131号に
は、ポリアルキルシロキサンを含む溶液をフェースプレ
ート上に塗布し、次いで縮合反応させて該フェースプレ
ートの表面にSiO2 膜を形成することを特徴とした陰
極線管(CRT)の製造方法が開示されている。この引
用公報のものは、前記特開昭61−118932号に開
示された方法を改良しようとするものと認められる。即
ち、前記特開昭61−118932号におい付着力向上
剤としてHNO3 (なお、一般にこの種の酸は加水分解
反応、即ち、シラノール基の生成反応を促進することは
よく知られている。)を使用しているが、これのみでは
十分な付着力を得ることができない。従って、この欠点
を改善するために該引用公報のものは、処理液にある程
度のシロキサン結合を有したポリアルキルシロキサンを
含有させるものである。前記引用公報において、具体的
な塗布溶液としてポリアルキルシロキサン(平均重合度
4量体)、加水分解反応を進めるための酸またはアルカ
リ、水、及びアルコールからなるアルコール液が示され
ている。なお、ポリアルキルシロキサンとしては平均2
量体から6量体までのものが好ましいとされている。ま
た、具体的な焼成条件として115℃で10分間、11
5℃で5分間という条件が開示されている。
(4) In Japanese Patent Laid-Open No. 63-160131, a solution containing a polyalkylsiloxane is applied on a face plate, and then a condensation reaction is performed to form a SiO 2 film on the surface of the face plate. A method of manufacturing a cathode ray tube (CRT) is disclosed. It is recognized that the one disclosed in this reference is intended to improve the method disclosed in the above-mentioned JP-A-61-118932. That is, HNO 3 is used as the adhesion improver in JP-A-61-118932 (it is well known that an acid of this type generally promotes a hydrolysis reaction, that is, a silanol group formation reaction). However, sufficient adhesive force cannot be obtained by this alone. Therefore, in order to ameliorate this drawback, the reference discloses that the treatment liquid contains a polyalkylsiloxane having some siloxane bond. In the above cited publication, an alcohol solution comprising a polyalkylsiloxane (average degree of polymerization tetramer), an acid or alkali for promoting a hydrolysis reaction, water, and an alcohol is shown as a specific coating solution. It should be noted that polyalkylsiloxane has an average of 2
Preference is given to those from the trimer to the hexamer. Further, as specific firing conditions, 115 ° C. for 10 minutes, 11
The condition of 5 ° C. for 5 minutes is disclosed.

【0008】(5) 特開平2−118601号には、
防眩性の観察面を有するスクリーンの製造方法におい
て、(a) ガラス支持体を室温より高い第1の温度(例え
ば48〜50℃)に加熱する工程、(b) リチウム安定化
シリカゾル水溶液を前記した加熱された支持体の表面に
被覆し、かつ乾燥する工程、(c) 前記支持体の表面と被
膜を熱源に短時間さらし、第1の温度より高い第2の温
度(例えば65℃)に上昇させる工程、(d) 水洗工程、
(e) 乾燥工程とから成る工程を含む方法が開示されてい
る。この引用公報のものは、支持体の表面及びその上に
形成された被膜の温度を第1の温度よりも高い温度に短
時間さらすことにより(例えば、60℃で約30秒間の
スキン加熱を採用する。)、被膜の光学的及び物理的特
性を現出させるという知見に基づくものと認められる。
なお、引用公報は、従来法においては耐摩耗性の被膜を
得るためには150〜300℃のベーキングが必要であ
ったことを説明している。
(5) Japanese Patent Laid-Open No. 2-118601 discloses
In the method for producing a screen having an antiglare observation surface, (a) a step of heating a glass support to a first temperature higher than room temperature (for example, 48 to 50 ° C.), (b) a lithium-stabilized silica sol aqueous solution And (c) exposing the surface and the coating of the support to a heat source for a short period of time to a second temperature higher than the first temperature (eg 65 ° C.) Raising step, (d) washing step,
(e) a drying step is disclosed. This reference discloses that the temperature of the surface of the support and the film formed thereon is exposed to a temperature higher than the first temperature for a short time (for example, skin heating at 60 ° C. for about 30 seconds is adopted. It is recognized that it is based on the finding that the optical and physical properties of the coating are revealed.
The cited publication explains that in the conventional method, baking at 150 to 300 ° C. was necessary to obtain a wear resistant coating.

【0009】以上のように、各種の被膜対象物上に防眩
性のシリカコート膜を形成する方法として種々のものが
提案されているが、これらには次のような欠点があり十
分に満足できるものではない。 (i) 即ち、珪酸化合物として、単量体(モノマー)性
のSiCl4を使用する実公昭50−26277号のも
のは、処理液が塩酸酸性液となるため処理装置(例えば
スプレーノズル)の腐食の問題、及び膜特性の点(例え
ばハロゲンイオンはブラウン管の生命であるエミッショ
ンスランプに大きく影響する。)などから十分なもので
はない。また、Si(OR)4 のアルコール溶液、実際
的にはこれに水と硝酸を加えた処理液を使用する特開昭
61−118932号のものは、処理液をブラウン管の
前面パネル表面に塗布した後、該塗布面において加水分
解反応、縮合反応、ゲル化反応(シラノール基の生成、
シロキサン結合の生成と三次元化を生起させるため反応
が不均一、不安定であり十分に強固かつ特性に優れたシ
リカコート膜を得ることができない(この点は、前記し
たように特開昭63−160131号に指摘されてい
る。)。 (ii) また、珪酸化合物として、オリゴマー性の予め加
水分解した珪酸エステルのアルコール溶液を使用するも
の、実際的にはこれに水、触媒としての酸(またはアル
カリ)を加えた処理液を使用する特開昭60−1091
34号及び特開昭63−160131号のものは、処理
液をフェースプレート上に塗布し、該塗布面において加
水分解反応の一部、縮合反応、ゲル化反応を生起させる
ため、前記したと同様に反応が不均一、不安定であり、
特に100℃以下の低温焼成においては十分に強固かつ
特性に優れたシリカコート膜を得ることができない。更
に、オリゴマー性の予め加水分解した珪酸エステルとし
てリチウム安定化シリカゾルを使用する特開平2−11
8601号のものは、前記実公昭50−26277号で
引用されている実公昭44−11150号に開示された
ものと同種の珪酸のアルカリ塩水溶液(通称水ガラス)
を出発物質として使用するものであり、この方法ではア
ルカリが含有されているため形成膜が空気中の水分と反
応して白濁したり、表面が溶出したりする問題をかかえ
ている。
As described above, various methods have been proposed as a method for forming an antiglare silica coating film on various coating objects, but these have the following drawbacks and are sufficiently satisfactory. Not something you can do. (i) That is, in JP-B-50-26277, which uses monomeric SiCl 4 as the silicic acid compound, the treatment liquid is a hydrochloric acid acidic liquid, so that the treatment equipment (eg, spray nozzle) is corroded. However, it is not sufficient from the standpoint of film characteristics (for example, halogen ions have a great influence on the emission slump, which is the life of cathode ray tubes). Further, in JP-A-61-118932, which uses an alcohol solution of Si (OR) 4 , which is actually a treatment liquid obtained by adding water and nitric acid, the treatment liquid is applied to the front panel surface of a cathode ray tube. After that, hydrolysis reaction, condensation reaction, gelation reaction (generation of silanol group,
Since a siloxane bond is formed and three-dimensionalization occurs, the reaction is non-uniform and unstable, and it is not possible to obtain a silica coat film that is sufficiently strong and has excellent characteristics. -160131). (ii) Further, as the silicic acid compound, an alcoholic solution of a silicic acid ester which is preliminarily hydrolyzed is used, and in practice, a treatment liquid obtained by adding water and an acid (or alkali) as a catalyst is used. JP-A-60-1091
No. 34 and JP-A No. 63-160131 apply the treatment liquid on a face plate and cause a part of the hydrolysis reaction, condensation reaction and gelation reaction on the applied surface, and therefore the same as described above. The reaction is uneven and unstable,
In particular, it is not possible to obtain a silica coat film that is sufficiently strong and has excellent characteristics when baked at a low temperature of 100 ° C. or less. Furthermore, a lithium-stabilized silica sol is used as an oligomeric pre-hydrolyzed silicate ester.
No. 8601 is an aqueous solution of an alkaline salt of silicic acid (commonly called water glass) of the same type as that disclosed in JP-B-44-11150 cited in JP-B-50-26277.
In this method, the formed film reacts with the moisture in the air to become cloudy and the surface is eluted, which is a problem because the method uses as a starting material.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする問題点】本発明者らは、前記
した従来技術の問題点を解消すべく鋭意検討を加えた。
特に100℃以下の低温加熱(あるいは焼成)により強
固な接着力を有するシリカコート膜を形成することがで
きる処理液について検討を加えた。その結果、低級アル
キルシリケートをアルコール媒体中で所定量の水と触媒
により所定の加水分解率まで加水分解して調製したアル
コール性シリカゾルそれ自体が、低温加熱(焼成)によ
り極めて接着力に優れた硬質の被膜を形成し得ることを
見い出し本発明を完成するに至った。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above-mentioned problems of the prior art.
In particular, a treatment liquid capable of forming a silica coat film having a strong adhesive force by heating (or firing) at a low temperature of 100 ° C. or lower was examined. As a result, the alcoholic silica sol itself prepared by hydrolyzing a lower alkyl silicate in an alcohol medium with a predetermined amount of water and a catalyst to a predetermined hydrolysis rate is a hard adhesive having excellent adhesive strength by low temperature heating (calcination). The inventors have found that a film of 1) can be formed and completed the present invention.

【0011】[0011]

【問題点を解決するための手段】本発明を概説すれば、
本発明は、一般式 Si(OR)4 ……(1) (但し、R
はメチル基またはエチル基を示す。)で表わされる低級
アルキルシリケートをメタノール及び/又はエタノール
中で加水分解することを特徴とする低温焼成でシリカコ
ート膜を形成し得るアルコール性シリカゾルの製法に関
するものである。
The present invention will be summarized as follows.
The present invention has the general formula Si (OR) 4 (1) (where R is
Represents a methyl group or an ethyl group. The present invention relates to a process for producing an alcoholic silica sol capable of forming a silica coat film by low temperature firing, which comprises hydrolyzing a lower alkyl silicate represented by the formula (1) in methanol and / or ethanol.

【0012】以下、本発明の技術的構成について詳しく
説明する。本発明は、前記したようにシリカコート法ノ
ングレア処理において、焼成工程の条件を極力低温、か
つ短時間とするに最適な処理液の開発という課題の中か
ら生まれたものである。焼成工程の条件としては、室温
〜100℃、好ましくは50〜100℃、30〜60分
という低温短時間の処理条件が前提とされている。種々
のシリカコート膜形成用の処理液を検討した結果、前記
したアルコール性シリカゾルそれ自体が、低温かつ短時
間という焼成条件のもとで各種の被覆対象物上で極めて
接着力に優れた硬質のシリカコート膜を形成することが
できるという知見が見い出された。
The technical constitution of the present invention will be described in detail below. As described above, the present invention was born from the problem of developing a treatment liquid that is optimal for keeping the firing step conditions as low as possible and for a short time in the silica coat method non-glare treatment. As the conditions for the firing step, it is assumed that the processing conditions are room temperature to 100 ° C., preferably 50 to 100 ° C., and low temperature and short time of 30 to 60 minutes. As a result of investigating various treatment liquids for forming a silica coat film, the above-mentioned alcoholic silica sol itself has a very excellent adhesive force on various objects to be coated under firing conditions of low temperature and short time. It was found that the silica coat film can be formed.

【0013】本発明のシリカコート法によるノングレア
処理のために使用される処理液は、前記一般式(1) の低
級アルキルシリケートをメタノール及び/又はエタノー
ル媒体中で、かつ触媒のもとで加水分解することにより
得られるアルコール性シリカゾルであり、そのゾル粒子
の粒径は非常に小さい(1μ以下)のものである。本発
明者らにおいて、かかるアルコール性シリカゾルが、ど
うして低温短時間という条件のもとで接着力に優れた硬
質のシリカコート膜を形成するのかという点について十
分に解明していないが、ゾル粒子の粒径が小さいこと、
従ってゾル粒子の表面積が非常に大きいこと、各粒子表
面に多くのシラノール基(Si−OH)が存在すること
が、低温焼成においても強固な接着力を生むものと考え
ている。本発明の前記アルコール性シリカゾルからなる
ノングレア処理液は従来技術のノングレア処理液と比較
して、 (i) 単量体性モノマーを主成分とした処理液とは明ら
かに相違し、また (ii) オリゴマー性の珪素化合物、具体的には予め加水
分解した珪酸エステルのアルコール性シリカゾルに対
し、更に水と触媒を加えてノングレア処理液としたもの
とも明らかに相違する。 本発明のシリカコート法ノングレア処理に適用される前
記アルコール性シリカゾルは、一見すると前記(ii)の従
来技術のものと類似しているが、本発明のノングレア処
理液は被覆対象物上に適用するに際して、水や触媒を添
加する必要はないものである。本発明は、ゾル粒子の粒
径が小さいアルコール性シリカゾルそれ自体が、低温か
つ短時間の焼成工程により強固な接着力を有しかつ硬質
の被膜を与えるという驚くべき事実をベースとしたもの
であり、従来の常識では理解し得ないものである。
The treatment liquid used for the non-glare treatment by the silica coating method of the present invention is a lower alkyl silicate of the general formula (1) which is hydrolyzed in a methanol and / or ethanol medium and under a catalyst. The resulting alcoholic silica sol has a very small sol particle size (1 μm or less). In the present inventors, such an alcoholic silica sol has not been sufficiently clarified as to why it forms a hard silica coat film having excellent adhesiveness under the condition of low temperature and short time, but the sol particle Small particle size,
Therefore, it is considered that the surface area of the sol particles is very large and that many silanol groups (Si-OH) are present on the surface of each particle, which produces a strong adhesive force even at low temperature firing. The non-glare treatment liquid comprising the alcoholic silica sol of the present invention is (i) clearly different from the treatment liquid containing a monomeric monomer as a main component, as compared with the non-glare treatment liquid of the prior art, and (ii) This is also clearly different from an oligomeric silicon compound, specifically, a non-glare treatment liquid obtained by further adding water and a catalyst to an alcoholic silica sol of a silicic acid ester which has been previously hydrolyzed. The above-mentioned alcoholic silica sol applied to the silica coating method non-glare treatment of the present invention is at first glance similar to that of the prior art of (ii), but the non-glare treatment liquid of the present invention is applied on the object to be coated. At this time, it is not necessary to add water or a catalyst. The present invention is based on the surprising fact that an alcoholic silica sol itself having a small sol particle size gives a hard coating with strong adhesion by a low temperature and short time baking process. , It cannot be understood by conventional common sense.

【0014】本発明のシリカコート法ノングレア処理に
適用されるアルコール性シリカゾルは、前記した反応条
件のもとで調製されなければならない。即ち、一般式
(1) の低級アルキルシリケートとして、Rがメチル基ま
たはエチル基でなければならない。また、反応媒体とし
てメチルアルコール及び/又はエチルアルコールを使用
しなければならない。
The alcoholic silica sol applied to the silica coating method non-glare treatment of the present invention must be prepared under the above-mentioned reaction conditions. That is, the general formula
As the lower alkyl silicate of (1), R must be a methyl group or an ethyl group. Also, methyl alcohol and / or ethyl alcohol must be used as the reaction medium.

【0015】次に、加水分解工程について説明する。本
発明において、加水分解の触媒として膜特性との関連も
重視して一般には酸触媒が使用される。この種の酸触媒
としては硝酸、塩酸、酢酸、硫酸などが使用され得る。
特に、硝酸は比較的低く(bp 86℃)、また他の酸
と比較して酸化力が強く鉄などを腐食させにくいという
性質がある。このため硝酸は膜形成時に膜の酸化を促進
して強固な膜を形成させるとともに膜中に残留する可能
性も低く、また膜形成装置の腐食も抑えることができる
ので最も好ましい酸触媒である。本発明において加水分
解反応は、300〜1500%程度の加水分解率が達成
されるまで行なわれる。ここでいう加水分解率とは、 Si(OR)4 +2H2 O→SiO2 +4ROH なる
化学反応式において、 加水分解率(%)=[(反応に使用する水の量(g)/(ア
ルキルシリケートが100%SiO2 になるために必要
な水の量(g))]×100 のことを意味する。なお、加水分解率が300%未満の
場合は、加水分解反応が充分に進行していないために、
液中に残留するSi−ORが多くなり接着力が低下す
る。また、1500%以上の場合は、加水分解が逆に進
行し過ぎるために、液中に形成されるシリカゾル粒子が
大きくなるため表面積が小さくなり接着力が減少する。
より具体的には、テトラメトキシシランまたはテトラエ
トキシシランのモル数の10倍〜20倍程度の水と前記
触媒を使用して、室温〜50℃(好ましくは室温〜30
℃)の温度で1時間以上(好ましくは2〜5時間)攪拌
下で加水分解反応を行なえばよい。このようにしてSi
2 濃度として20%以下、好ましくは1〜10%の固
形分濃度のアルコール性シリカゾルを調製する。
Next, the hydrolysis step will be described. In the present invention, an acid catalyst is generally used as a catalyst for hydrolysis with a focus on the relationship with the membrane characteristics. As such an acid catalyst, nitric acid, hydrochloric acid, acetic acid, sulfuric acid, etc. may be used.
In particular, nitric acid is relatively low (bp 86 ° C.), has a strong oxidizing power as compared with other acids, and has a property of not easily corroding iron and the like. Therefore, nitric acid is the most preferable acid catalyst because it promotes the oxidation of the film at the time of film formation, forms a strong film, is less likely to remain in the film, and can suppress the corrosion of the film forming apparatus. In the present invention, the hydrolysis reaction is performed until a hydrolysis rate of about 300 to 1500% is achieved. The term “hydrolysis rate” as used herein means that in the chemical reaction formula Si (OR) 4 + 2H 2 O → SiO 2 + 4ROH, hydrolysis rate (%) = [(amount of water used for reaction (g) / (alkyl silicate) Of 100% SiO 2 (g)) × 100. When the hydrolysis rate is less than 300%, the hydrolysis reaction does not proceed sufficiently. for,
The amount of Si-OR remaining in the liquid increases and the adhesive force decreases. On the other hand, when the content is 1500% or more, the hydrolysis proceeds to the contrary, and the silica sol particles formed in the liquid become large, so that the surface area becomes small and the adhesive force decreases.
More specifically, room temperature to 50 ° C. (preferably room temperature to 30) using 10 to 20 times the molar number of tetramethoxysilane or tetraethoxysilane and water and the catalyst.
The hydrolysis reaction may be carried out at a temperature of (° C.) for 1 hour or more (preferably 2 to 5 hours) under stirring. In this way Si
An alcoholic silica sol having a solid content concentration of 20% or less, preferably 1 to 10% as an O 2 concentration is prepared.

【0016】以上のようにして、調製したアルコール性
シリカゾルをシリカコート法によるノングレア処理のた
めの処理液とするには、所望の希釈媒体を用いることが
できる。この種の希釈液としてはメタノール、エタノー
ル、n-プロパノール、2-プロパノール、n-ブタノール、
2-ブタノールなどのC1 〜C10のアルコール類、酢酸エ
チル、酢酸ブチルなどのエステル類、メチルエチルケト
ンなどのケトン類、及びこれらの混合溶媒などか挙げら
れる。なお、これら希釈液を前記アルコール性シリカゾ
ルに加えて希釈し、SiO2 濃度として10%以下、好
ましくは5%以下の固形分濃度とする。
A desired diluting medium can be used in order to use the alcoholic silica sol thus prepared as a treatment liquid for the non-glare treatment by the silica coating method. Diluents of this type include methanol, ethanol, n-propanol, 2-propanol, n-butanol,
Examples thereof include C 1 to C 10 alcohols such as 2-butanol, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, ketones such as methyl ethyl ketone, and mixed solvents thereof. Incidentally, these diluents are added to the above-mentioned alcoholic silica sol to dilute it so that the SiO 2 concentration is 10% or less, preferably 5% or less.

【0017】以上のようにして調製されたシリカコート
法によるノングレア処理液はポットライフの観点から室
温以下に保存するのが望ましい。ノングレア処理に際し
ては、被覆対象物、例えばCRTフェース面あるいは液
晶ディスプレイ面などを40〜90℃に加熱し、ここに
該ノングレア処理液をスプレー塗布し、塗布後60〜1
00℃の温度で、30〜60分間焼成すればよい。これ
により強固な接着力を有するとともに表面硬度の高いシ
リカコート膜が得られる。
From the viewpoint of pot life, it is desirable to store the non-glare treatment liquid prepared by the silica coating method prepared as described above at room temperature or lower. In the non-glare treatment, an object to be coated, for example, a CRT face surface or a liquid crystal display surface is heated to 40 to 90 ° C., the non-glare treatment liquid is spray-coated thereon, and 60 to 1 after coating.
It may be baked at a temperature of 00 ° C for 30 to 60 minutes. As a result, a silica coat film having a strong adhesive force and a high surface hardness can be obtained.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明を実施例及び応用例により更に
詳しく説明する。 (1)アルコール性シリカゾルの調製例 (i) メチルシリケート系アルコール性シリカゾル テトラメトキシシラン61.5gを4つ口丸底フラスコ
1lに入れ、MeOH 463.9gを加え、液温を3
0℃に一定に維持しながら攪拌し液を均一にした。次
に、水71.6gにHNO3 3.0gを加えた水溶液
を加え、30℃にて5時間攪拌した。 (ii) エチルシリケート系アルコール性シリカゾル テトラエトキシシラン85.7gを4つ口丸底フラスコ
1lに入れ、MeOH 356.7gを加え、液温を3
0℃に一定に維持しながら攪拌し液を均一にした。次
に、水154.6gにHNO3 3.0gを加えた水溶
液を加え、30℃にて5時間攪拌した。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples and application examples. (1) Preparation example of alcoholic silica sol (i) Methyl silicate-based alcoholic silica sol 61.5 g of tetramethoxysilane was placed in a 1-liter four-neck round bottom flask, 463.9 g of MeOH was added, and the liquid temperature was adjusted to 3
The liquid was made uniform by stirring while maintaining the temperature constant at 0 ° C. Next, an aqueous solution obtained by adding 3.0 g of HNO 3 to 71.6 g of water was added, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 5 hours. (ii) Ethyl silicate alcoholic silica sol 85.7 g of tetraethoxysilane was placed in a 1-liter four-neck round bottom flask, 356.7 g of MeOH was added, and the liquid temperature was adjusted to 3
The liquid was made uniform by stirring while maintaining the temperature constant at 0 ° C. Next, an aqueous solution obtained by adding 3.0 g of HNO 3 to 154.6 g of water was added, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 5 hours.

【0019】(2)シリカコート法ノングレア処理液の
調製例(配合割合は重量%) (i) メチルシリケート系アルコール性シリカゾル (前記(1)-(i),実施例1)……50% IPA………………………………………………………50% (ii) エチルシリケート系アルコール性シリカゾル (前記(1)-(ii), 実施例1)……50% IPA………………………………………………………50% (iii) エチルシリケート40−1(注1)(比較例1) エチルシリケート40の60gを4つ口丸底フラスコ2
lに入れ、MeOH 445.9gを加え、液温を30
℃に一定に維持しながら攪拌し液を均一にした。次に、
水91.1gにHNO3 3.0gを加えた水溶液を加
え、30℃にて5時間攪拌した。その後IPA 600
gを加えて試料とした。 (iv) メチルシリケート51(注2)(比較例2) エチルシリケート51の47.1gを4つ口丸底フラス
コ2lに入れ、MeOH455.6gを加え、液温を3
0℃に一定に、維持しながら攪拌し液を均一にした。次
に、水94.3gにHNO3 3.0gを加えた水溶液
を加え、30℃にて5時間攪拌した。その後IPA 6
00gを加えて試料とした。 (v) エチルシリケート40−2(注3)(比較例3) エチルシリケート40の60gを4つ口丸底フラスコ2
lに入れ、IPA 800g,n-BuOH 240gを
加え、液温を30℃に一定に維持しながら攪拌し液を均
一にした。次に、水90gにHCl 10gを加えた水
溶液を加え、30℃にて1時間攪拌して試料とした。 (注1)テトラエトキシシランの5量体が主成分であ
る。 (注2)テトラメトキシシランの4量体が主成分であ
る。 (注3)テトラエトキシシランの5量体が主成分であ
る。
(2) Preparation example of silica coating non-glare treatment liquid (blending ratio is wt%) (i) Methyl silicate alcoholic silica sol ((1)-(i), Example 1) ... 50% IPA 50% (ii) Ethylsilicate alcoholic silica sol ((1)-(ii) above, Example 1) 50% IPA ………………………………………………………… 50% (iii) Ethyl silicate 40-1 (Note 1) (Comparative example 1) Four 60 g of ethyl silicate 40 mouth Round bottom flask 2
1 liter, MeOH 445.9 g was added, and the liquid temperature was adjusted to 30
The liquid was made uniform by stirring while maintaining the temperature constant at 0 ° C. next,
An aqueous solution obtained by adding 3.0 g of HNO 3 to 91.1 g of water was added, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 5 hours. Then IPA 600
g was added to make a sample. (iv) Methyl silicate 51 (Note 2) (Comparative Example 2) 47.1 g of ethyl silicate 51 was placed in a 4-neck round bottom flask 2 l, MeOH 455.6 g was added, and the liquid temperature was adjusted to 3
The liquid was made uniform by stirring while maintaining the temperature constant at 0 ° C. Next, an aqueous solution obtained by adding 3.0 g of HNO 3 to 94.3 g of water was added, and the mixture was stirred at 30 ° C. for 5 hours. Then IPA 6
A sample was prepared by adding 00 g. (v) Ethyl silicate 40-2 (Note 3) (Comparative Example 3) Four-neck round bottom flask 2 containing 60 g of ethyl silicate 40
It was put in 1 and 800 g of IPA and 240 g of n-BuOH were added, and the mixture was stirred while keeping the liquid temperature constant at 30 ° C. to make the liquid uniform. Next, an aqueous solution obtained by adding 10 g of HCl to 90 g of water was added and stirred at 30 ° C. for 1 hour to prepare a sample. (Note 1) Tetraethoxysilane pentamer is the main component. (Note 2) Tetramethoxysilane tetramer is the main component. (Note 3) Tetraethoxysilane pentamer is the main component.

【0020】(3)シリカコート法ノングレア被膜の特
性 前記シリカコート法ノングレア処理液を下記要領でテス
トピースに塗布、焼成し、次いで被膜特性を評価した。
結果を表1に示す。 (i) テストピース…*12インチCRT (ii) 処理方法 (a) 予熱 *60℃×1.5時間(電気定温乾燥
器中) (b) スプレー条件*スプレーノズル……スプレーイング
システムジャパン社製、2流体ノズル、φ=0.4mm *距離 ……25cm *流量 10ml/分 *スプレー時間……60秒 *空気圧……2.0Kg/cm2 (c) 焼成条件 *遠赤外線焼成炉を使用 *昇温速度(60→100℃)……8℃/分 *焼成……60℃または100℃、30分 (iii) 評価方法 (a) グロス値測定 日本電色工業(株)製 VG−2P
−D3を用いてJIS Z 8741に準拠して測定。 測定条件 Gs (60°) (b) 消しゴム試験 LION No.50−30を用いて
消しゴム試験器により往復摩擦試験を行ない、200回
後のグロス値と初期値を比較(△G200)し、肉眼に
て表面状態を観察する。 測定条件 荷重 1Kg (c) 鉛筆硬度試験 JIS K 5400(6,14)
鉛筆引っかき試験に準拠して測定。 (d) ギラツキ ブラウン管を点灯させ、ブラウン管
表面のギラツキを肉眼にて観察する。
(3) Characteristics of Silica-Coated Nonglare Coating The above-mentioned silica-coated nonglare treatment liquid was applied to a test piece by the following procedure and baked, and then the coating characteristics were evaluated.
The results are shown in Table 1. (i) Test piece ... * 12 inch CRT (ii) Treatment method (a) Preheating * 60 ° C x 1.5 hours (in electric constant temperature dryer) (b) Spray conditions * Spray nozzle: Spraying System Japan 2-fluid nozzle, φ = 0.4mm * Distance ...... 25cm * Flow rate 10ml / min * Spray time ...... 60 seconds * Air pressure ...... 2.0Kg / cm 2 (c) Firing condition * Use far infrared firing furnace * Temperature rising rate (60 → 100 ° C) …… 8 ° C / min * Baking …… 60 ° C or 100 ° C, 30 minutes (iii) Evaluation method (a) Measurement of gloss value Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. VG-2P
-Measured according to JIS Z 8741 using D3. Measurement conditions Gs (60 °) (b) Eraser test LION No. A reciprocating friction test is conducted with an eraser tester using 50-30, the gloss value after 200 times is compared with the initial value (ΔG200), and the surface state is observed with the naked eye. Measurement conditions Load 1 kg (c) Pencil hardness test JIS K 5400 (6,14)
Measured according to the pencil scratch test. (d) Glitter Turn on the CRT and observe the glare on the surface of the CRT with the naked eye.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】表1より、実施例のものは比較例のもの比
較してギラツキの点では殆ど同じであった。しかしなが
ら、消しゴム試験及び鉛筆硬度試験の結果においては著
しい差が認められた。特に、実施例のものは比較例3の
180℃,30分焼成時と殆ど変わらない結果を示し
た。なお、実施例の60℃,30分焼成時の膜硬度は、
シリカコート法ノングレア膜として使用に耐え得るもの
である。
From Table 1, the examples are almost the same in terms of glare as compared with the comparative examples. However, a significant difference was found in the results of the eraser test and the pencil hardness test. In particular, the example shows a result which is almost the same as that of Comparative Example 3 at 180 ° C. for 30 minutes. The film hardness at the time of baking at 60 ° C. for 30 minutes in the example is
It can be used as a silica-coated non-glare film.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明により、従来と比較して格段に低
温サイドで焼成することができ、かつ、種々の被覆対象
物上に強固な接着力を有するとともに硬質のシリカコー
ト膜を形成することができるシリカコート法ノングレア
処理液が提供される。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to form a hard silica coat film which can be fired on a much lower temperature side than conventional ones and which has a strong adhesive force on various objects to be coated. A silica coating non-glare treatment liquid capable of achieving the above is provided.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式 Si(OR)4 ……(1) (但し、Rはメチル基またはエチル基を示す。)で表わ
される低級アルキルシリケートをメタノール及び/又は
エタノール中で加水分解することを特徴とする低温焼成
でシリカコート膜を形成し得るアルコール性シリカゾル
の製法。
1. A method for hydrolyzing a lower alkyl silicate represented by the general formula Si (OR) 4 (1) (wherein R represents a methyl group or an ethyl group) in methanol and / or ethanol. A method for producing an alcoholic silica sol capable of forming a silica coat film by low temperature firing.
【請求項2】 加水分解率が、300〜1500%であ
る請求項1に記載の低温焼成でシリカコート膜を形成し
得るアルコール性シリカゾルの製法。
2. The method for producing an alcoholic silica sol capable of forming a silica coat film by low temperature firing according to claim 1, wherein the hydrolysis rate is 300 to 1500%.
【請求項3】 加水分解が、酸触媒を使用して行なわれ
るものである請求項1に記載の低温焼成でシリカコート
膜を形成し得るアルコール性シリカゾルの製法。
3. The method for producing an alcoholic silica sol capable of forming a silica coat film by low temperature firing according to claim 1, wherein the hydrolysis is carried out using an acid catalyst.
【請求項4】 アルコール性シリカゾルが、SiO2
して、1〜10%の固形分濃度を有するものである請求
項1に記載の低温焼成でシリカコート膜を形成し得るア
ルコール性シリカゾルの製法。
4. The method for producing an alcoholic silica sol capable of forming a silica coat film by low temperature firing according to claim 1, wherein the alcoholic silica sol has a solid content concentration of 1 to 10% as SiO 2 .
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