WO2004050560A1 - 変性された酸化第二スズゾル、酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体ゾル、コーティング組成物及び光学部材 - Google Patents

変性された酸化第二スズゾル、酸化第二スズ−酸化ジルコニウム複合体ゾル、コーティング組成物及び光学部材 Download PDF

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Yoshinari Koyama
Motoko Asada
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Nissan Chemical Industries, Ltd.
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Definitions

  • the present invention the surface of the tin oxide colloid or stannic oxide monoxide zirconium composite colloidal, formed by coating with composite colloid particles of the alkylamine containing S b 2 ⁇ 5 Koroido particles or antimony pentoxide and silica
  • the present invention relates to a sol of colloidal particles of modified stannic oxide or modified stannic oxide having a particle diameter of 4.5 to 60 nm and a method for producing the same.
  • the formed coating has excellent warm water resistance, and even when an inorganic oxide vapor-deposited film (such as an anti-reflection film) is formed on the coating, the weather resistance and light resistance of the coating are reduced.
  • the present invention relates to a coating composition and an optical member which are not used. Background art
  • a metal oxide sol having a high refractive index is used as a component of a hard coating agent applied to the surface.
  • a hard coat agent containing 1 to 300 nm particles of metal oxides such as Ti, Zr, Sn, and Sb is described (for example, see Japanese Patent Publication No. 63-37142).
  • a caustic acid-stannate composite sol in which the molar ratio of S 1: Sn is 2 to 1000: 1 has been proposed (see, for example, Japanese Patent Publication No. 50-40119).
  • Colloidal particles of metal oxides having a valence of 3, 4 or 5 having a particle diameter of 4 to 50 nm are used as nuclei, and the surface has a W ⁇ 3 / SnO 2 weight ratio of 0.5 to 100 and a particle diameter of 0.5 to 100. It is composed of a modified metal oxide colloid having a particle diameter of 4.5 to 60 nm formed by being coated with colloidal particles of tungsten oxide monoxide complex of 2 to 7 nm, and these all metal oxides A stable sol containing 2 to 50% by weight has been proposed (see, for example, JP-A-3-217230).
  • the metal oxide nuclei S N_ ⁇ 2 particles, S N_ ⁇ 2 - Z r 0 2 composite colloidal particles, the coating alkylene Ruamin containing S b 2 0 5 particles (M / S b 2 0 5 molar A sol having a ratio of 0.02 to 4.00) has been disclosed (for example, see JP-A-2001-122621).
  • An aqueous alkali silicate solution or sol silicate solution and an aqueous alkali antimonate solution or an aqueous alkali stannate solution are mixed such that the molar ratio of Si: Sb or Si: Sn is 2 to 1000: 1.
  • a method for producing a silicate solution of monocarboxylic acid-monic acid or a complex sol solution of maleic acid and monostannic acid, wherein the mixed solution is de-ionized with an acid-type ion exchanger after the mixing, is described (for example, And Japanese Patent Publication No. 50-410 19).
  • a silica-antimony oxide composite sol is described in which antimony oxide colloid particles containing 0.1 to 50% by weight of an inorganic silicic acid compound as Si ⁇ 2 are dispersed in a dispersion medium (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873). (See Fair Publication 7-255549).
  • Plastic molded products are used in large quantities because of their advantages such as light weight, easy processability and impact resistance, but on the other hand, they have insufficient hardness, are easily scratched, are easily eroded by solvents, and are charged with dust. It has drawbacks such as adsorption of heat and insufficient heat resistance, and is practically insufficient compared to inorganic glass molded articles for use as eyeglass lenses, window materials, and the like. Therefore, it has been proposed to apply a protective coat to the plastic molded body. Numerous types of coating compositions for use in coatings have been proposed.
  • Coating compositions containing an organic gay compound or its hydrolyzate as a main component are used for eyeglass lenses.
  • refin component or film-forming component are used for eyeglass lenses.
  • a silane coupling agent and metal oxide colloid particles (A) having a primary particle diameter of 2 to 60 nm as nuclei, and the surface thereof is coated with acidic oxide colloid particles (B). It contains particles (C) obtained by coating, and contains (C) in a proportion of 2 to 50% by weight in terms of metal oxide, and has a primary particle diameter of 2 to 100 nm. Coating compositions comprising stable modified metal oxide sols having the same are disclosed.
  • the metal oxide nuclei S n 0 2 particles, S N_ ⁇ 2 - Z r 0 2 composite colloidal particles, Arukiruamin containing S b 2 O 5 particles coating (MZS b 2 0 5 molar ratio of 0 0.24 to 4.00) is disclosed (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-123210). Disclosure of the invention
  • the coating composition to which the conventional silica sol is added has a problem that interference fringes are visible in the coating film and the appearance of the lens is poor.
  • an antireflection film (consisting of a multilayer structure of inorganic oxide thin films based on optical interference theory) is often formed on the coating film.
  • the anti-reflection film exhibits, for example, an extremely light green reflection color, but this reflection color changes according to the position of the lens surface, and there is a problem that there is unevenness.
  • the coating layer formed from this coating composition is resistant to water. Poor properties, blue by UV irradiation There was a drawback that it was colored.
  • the hard coat and S b 2 0 5 sol -. When used as Bok component, the refractive index of the S b 2 0 5 1 6 5 to 7 0 about a is either et al, refraction of the plastic substrate of the lens when the rate is 1. 6 or more, the S b 2 0 5 zone refractive index of the cured coating was Le does not sufficiently improved anymore.
  • the sol of tungsten oxide described in JP-A-54-52686 is prepared by adding a silicate to an aqueous solution of tungstic acid obtained by decationizing an aqueous solution of tungstate. Although it is obtained, it is stable only in strong acidity, and when used as a component of a hard coating agent, the effect of improving the refractive index of the coating film is small.
  • the citric acid-stannic acid composite sol described in Japanese Patent Publication No. 50-41019 is obtained by deionizing a mixed aqueous solution of alkaline silicate and alkaline stannate.
  • the effect of improving the refractive index of the coating film is small.
  • the modified metal oxide sol described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-217230 is stable with a refractive index of 1.7 or more, and can be used as a component of a hard coating agent for plastic lenses.
  • the required performance of the hard coat film such as scratch resistance, transparency, adhesion, water resistance, and weather resistance, can be almost satisfied.
  • the modified stannic oxide-zirconium oxide sol described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-24746 is stable as having a refractive index of 1.7 or more, and is used as a component of a hard coating agent for plastic lenses. It can almost satisfy the required performance of the hard coat film, such as scratch resistance, transparency, and adhesion.
  • the present invention relates to a modified metal oxide described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-217720 / 1994 It is a stable sol of modified varnish oxide or modified stannic oxide zirconium oxide that further improves transparency, adhesion, water resistance, weather resistance, etc., and is stable over a wide pH range. At the same time, it is an object of the present invention to provide a metal oxide sol that can be used as a component for improving the performance of a hard coat film formed on the surface of a plastic lens, which can be mixed with a paint for hard coat.
  • An object of the present invention is to provide a composition and an optical member.
  • the present invention is for a plastics molded article having excellent scratch resistance, surface hardness, abrasion resistance, flexibility, transparency, antistatic property, coloring property, heat resistance, water resistance, chemical resistance and the like.
  • An object of the present invention is to provide a coating composition and an optical member.
  • the gist of the present invention is as follows.
  • . 1 is a composite particle with stannic oxide particles or stannic oxide particles and zirconium oxide particles, these oxides based on the weight Z r 0 2: S N_ ⁇ 2 0: 1-0.
  • Colloidal particles (A) having a ratio of 50: 1 and a particle diameter of 4 to 50 nm are used as nuclei, and the surface of the colloidal particles has a particle diameter of 0.1 ⁇ m.
  • colloid particles (A) are 0.05 ::! ⁇ 0.50: 1 Z r 0 2: S n0 2 weight ratio of composite sol of placing serial above 1 are colloidal particles of stannic oxide particles and zirconium oxide particles that Yusuke.
  • (a) is a core, antimony pentoxide and silica whose surface has a molar ratio of S I_ ⁇ 2 ZS b 2 0 5 of from 0.55 to 55 of
  • the composite colloid particles, the oligomer thereof, or a mixture thereof are coated with (B2), and the weight ratio of (B2) Z (A) is 0.01 to 0.50 based on the weight ratio of the metal oxides.
  • Colloidal particles (A) is 0.05:. 1-0 50: 1 Z r 0 2: is a composite colloidal particles of the S n0 2 stannic oxide particles that have a weight ratio between oxide Jirukoniumu particles The sol described in 4 above.
  • Step (c1) a step of aging the aqueous medium obtained in step (b1) at 20 to 300 for 0.1 to 50 hours.
  • the method for producing a sol according to the above 1 or 3, comprising the following steps (a2), (b2), (c2) and (d2).
  • Step 2 4 to 50 and the stannic oxide aqueous sol having a S n 0 2 concentration of the particle size from 0.5 to 50 wt% of nm, Z R_ ⁇ 0.5 to 50 in terms of 2 and an aqueous solution of Okishijirukoniu beam salts wt% concentration, and mixed to 0.05 to 0 50 weight ratio of the Z r 0 2 ZS N_ ⁇ 2, 10 60 and the resulting mixture Ot:. a, 0.
  • an aqueous sol of stannic oxide and zirconium monoxide composite having a particle size of 4 to 50 nm is prepared.
  • (b 2) Step:. (a 2) and stannic oxide monoxide zirconium composite aqueous sol obtained in the step, 0. 02 ⁇ 4 00 MZS b 2 0 5 molar ratio of (wherein M is Amin molecule alkylamine containing having a.) indicating the S b 2 ⁇ 5 colloidal particles, an oligomer thereof, or an aqueous medium containing their mixed compounds, S b 2 0 5 in terms of the metal oxide (Sn0 2 + 0. in a weight ratio of Z r 0 2) 01 ⁇ 0. mixing 50,
  • Step (c2) a step of aging the aqueous medium obtained in step (b2) at 20 to 300 for 0.1 to 50 hours,
  • Step (d2) The modified stannic oxide-zirconium oxide composite aqueous sol obtained in step (c2) is brought into contact with an anion exchanger to form anion present in the sol. Removing.
  • Step (c3) a step of aging the aqueous medium obtained in step (b3) at 20 to 300 at 0:! to 50 hours.
  • (b 4) Step:. (a 4) and stannic oxide monoxide zirconium composite aqueous sol obtained in the step, from 0.02 to 4 00 M / S b 2 ⁇ 5 molar ratio (wherein M is shows the Amin molecule.) alkylamine containing S b 2 ⁇ 5 colloidal particles having, an oligomer, or an aqueous medium containing their mixed compounds, S b 2 0 5 Z in terms of the metal oxides ( Sn0 2 + Z r 0 2) mixing the 0.01 to 0.50 by weight ratio,
  • Step (c4) a step of aging the aqueous medium obtained in step (b4) at 20 to 300 for 0:! to 50 hours,
  • Step (d4) The modified stannic oxide zirconium oxide composite aqueous sol obtained in step (c4) is brought into contact with an anion exchanger to remove anions present in the sol. Removing.
  • (b 5) Step: The above (a 5) and a stannic oxide aqueous sol obtained in the step of 0. 55 ⁇ 55 S i 0 diantimony pentaoxide and silica having a 2 / S b 2 0 5 molar ratio of the composite colloidal particles child, and an aqueous medium containing the oligomer, or a mixture thereof, at a weight ratio of the metal oxides in terms of (S b 2 ⁇ 5 + S i 0 2) ( S N_ ⁇ 2) Mixing from 0.01 to 0.50, and
  • Step (c5) a step of aging the aqueous medium obtained in step (b5) at 20 to 300 at 0 :! to 50 hours.
  • Step (c6) a step of aging the aqueous medium obtained in step (b6) at 20 to 300 for 0.1 to 50 hours,
  • Step (d6) The modified stannic oxide zirconium monoxide composite aqueous sol obtained in step (c6) is brought into contact with an anion exchanger to form anion present in the sol. Removing.
  • Step 7 a hydrothermal treatment at a temperature of at 100-300, and to prepare a stannic oxide aqueous sol having a S N_ ⁇ 2 concentration of the particle diameter and 0.5 to 50 wt% of 4 to 50 nm Process,
  • (b 7) Step: The above (a 7) and stannic oxide aqueous sol obtained in step, of 0. 55 ⁇ 55 S I_ ⁇ antimony pentoxide and silica having 2 ZS b 2 ⁇ 5 molar ratio of composite colloidal particles child, an oligomer, or an aqueous medium containing a mixture thereof, in a weight ratio of the calculated as metal oxides (S b 2 ⁇ 5 + S i 0 2) / (S N_ ⁇ 2) Mixing step from 0.01 to 0.50,
  • the method for producing a sol according to the above 4 or 6, comprising the following (a8) step, (b8) step, (c8) step and (d8) step.
  • Step 8 An aqueous stannic oxide sol hydrothermally treated at a temperature of 100 to 300 and having a particle size of 4 to 50 nm and a Sn ⁇ 2 concentration of 0.5 to 50% by weight; and an aqueous solution of O carboxymethyl zirconium salt of 0.5 to 50% strength by weight in terms of R_ ⁇ 2, were mixed in a weight ratio of 0.05 to 0.50 as Z r0 2 / SnO 2, resulting mixture Preparing the aqueous sol of stannic oxide and zirconium monoxide composite having a particle diameter of 4 to 50 nm by heating the liquid at 60 to 100 for 0.1 to 50 hours,
  • Step (c8) The aqueous medium obtained in step (b8) is subjected to the reaction in 20 to 300 at 0 :! Aging process for ⁇ 50 hours,
  • Step (d8) The modified stannic oxide zirconium oxide composite aqueous sol obtained in step (c8) is brought into contact with an anion exchanger to form anion present in the sol. Removing.
  • a coating composition containing the following component (S) and component (T1).
  • R 1 and R 3 represent an alkyl group, an aryl group, a halogenated alkyl group, a halogenated aryl group, an alkenyl group, or an epoxy group, an acryloyl group, a methylacryloyl group, a mercapto group, and an amino group, respectively.
  • an organic group having a cyano group and S i _C R is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyalkyl group, or an acyl group, and a and b are integers of 0, 1, or 2, respectively.
  • a and b are integers of 0, 1, or 2, respectively.
  • 3 +1) is an integer of 0, 1, or 2.
  • R 4 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
  • X represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an acyl group
  • Y represents a methylene group or an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms
  • T 1 component a multi-coalesced particles of stannic oxide particles or stannic oxide particles and zirconium oxide particles, these oxides based on the weight Z r0 2: Sn_ ⁇ 2 0: 1 0.50:. the surface 1 of the ratio between 4 to colloidal particles having a particle size of 50 nm to (a) as nuclei, from 0.02 to 4 mole ratio of 00 M / S b 2 ⁇ 5 (where M denotes the Amin molecule.
  • colloidal particles (A) is 0.05::! ⁇ 0.50: 1 Z r 0 2: composite colloidal particles of the S N_ ⁇ 2 have a weight ratio stannic oxide particles and zirconium oxide particles 16.
  • a coating composition containing the following component (S) and component (T2).
  • R and R represent an alkyl group, an aryl group, a halogenated alkyl group, a halogenated aryl group, an alkenyl group, or an epoxy group, an acryloyl group, a methacrylyl group, a mercapto group, an amino group, or a cyano group, respectively.
  • R is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxyalkyl group, or an acyl group, and a and b are An integer of 0, 1, or 2; a + b is an integer of 0, 1, or 2); and a general formula (I 1):
  • R 4 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
  • X represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an acyl group
  • Y represents a methylene group or an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms
  • c is an integer of 0 or 1.
  • (T2) component a multi-coalesced particles and stannic oxide particles or stannic oxide particles of zirconium oxide particles, these oxides based on the weight Z r 0 2: S n0 2 0: 1 0.50: 1 ratio and 4 colloidal particles having a particle size of 50 nm to (a) as nuclei, its surface has a molar ratio of S I_ ⁇ 2 / S b 2 ⁇ 5 of 0.55 to 55 It is coated with composite colloidal particles of antimony pentoxide and silica, its oligomer, or a mixture thereof (B2), and the weight ratio of (B2) / (A) is 0.01 based on the weight ratio of the metal oxides.
  • colloidal particles (A) are stannic oxide.
  • colloidal particles (A) is 0 0 5:.. 1-0 5 0: 1 Z R_ ⁇ 2: complex with S N_ ⁇ to have a 2 weight ratio of stannic oxide particles and zirconium oxide particles 21.
  • component (A) is at least one silicon-containing substance selected from the group consisting of an organic silicon compound represented by the general formula (I) and a hydrolyzate thereof. Any of 2
  • the coating composition according to any one of the above 15 to 23, comprising one or more curing catalysts selected from the group consisting of metal salts, metal alkoxides and metal chelate compounds.
  • the present invention provides an antimony acid alkali salt, an alkali component-containing antimony pentoxide colloid and an oligomer thereof, a coating obtained by further adding a silica component thereto, and an antimony pentoxide-silicone composite colloid, an oligomer thereof, or a mixture thereof.
  • the modified stannic oxide and / or stannic oxide zirconium monoxide composite colloid of the present invention is used as a hard coat agent component, yellowing due to ultraviolet irradiation observed when using a conventional metal oxide sol is used.
  • a stable sol of modified metal oxide colloid particles having good water resistance and weather resistance is provided, and the hard coat is used as a component for improving the performance of a hard coat film formed on a plastic lens surface.
  • the present invention provides a sol that can be used by being mixed with a paint for use.
  • the sol of the surface-modified metal oxide colloid particles obtained by the present invention is colorless and transparent, the refractive index calculated from the dried coating film thereof is about 1.75-1.92, and the bond strength is High hardness and hardness, and good weather resistance, antistatic properties, heat resistance, abrasion resistance, etc. In particular, weather resistance and moisture resistance are significantly improved compared to conventional ones.
  • the sol of the present invention is stable at a pH of 1 to 11, preferably 1.5 to 10, and can also provide sufficient stability to be supplied as an industrial product.
  • the sol of the present invention has good miscibility with sols composed of other negatively charged colloidal particles since the colloidal particles are negatively charged.
  • the cured film obtained by the coating composition of the present invention is a coating layer having improved scratch resistance, surface hardness, abrasion resistance, transparency, heat resistance, light resistance, weather resistance, and especially water resistance. In addition, it has good adhesion to antireflection films (such as inorganic oxides and fluorides) and metal vapor deposition films formed on this coating layer.
  • antireflection films such as inorganic oxides and fluorides
  • the optical member of the present invention has abrasion resistance, surface hardness, abrasion resistance, transparency, heat resistance, light resistance, and weather resistance. Highly transparent and excellent appearance with no interference fringes even when coated on a high refractive index member with a refractive index of 1.54 or more. .
  • the present invention is a composite particle with stannic oxide particles or stannic oxide particles and zirconium oxide particles, these oxides based on the weight Z R_ ⁇ 2: S n0 2 0: 1-0 . 5 0:. its surface a ratio of colloidal particles having a particle size of 4 to 50 nm (a) as nuclei, 0. 02 ⁇ 4 00 MZSb 2 ⁇ 5 molar ratio of (wherein M is Amin molecule It is shown.
  • the stannic oxide colloidal particles as the core particles (A) used in the production of the sol of the present invention can be prepared by a known method, for example, a method called an ion exchange method, a peptization method, a hydrolysis method or a reaction method. It can be easily prepared in the form of a sol of colloidal particles having a particle size of about 50 nm.
  • Examples of the ion exchange method include a method in which a stannate such as sodium stannate is treated with a hydrogen-type cation exchange resin, or a method in which a stannic salt such as stannic chloride or stannic nitrate is converted to a hydroxyl-type cation exchange resin.
  • a method of treating with an anion exchange resin may be used.
  • Examples of the deflocculation method include neutralizing a stannic salt with a base, or washing a stannic hydroxide gel obtained by neutralizing stannic acid with hydrochloric acid and then peptizing with an acid or a base. Method.
  • Examples of the above hydrolysis method include a method of hydrolyzing a tin alkoxide, and a method of hydrolyzing a basic stannic chloride basic salt under heating and then removing an unnecessary acid.
  • Examples of the above reaction method include a method of reacting a metal tin powder with an acid.
  • the aqueous stannic oxide sol produced by the above method can be used as it is, but can also be used after hydrothermal treatment at a temperature of 100 to 300 t.
  • the above-mentioned aqueous stannic oxide sol is placed in a photoclave and subjected to a treatment at a temperature of 100 to 30 Ot: for 0.1 to 200 hours.
  • the medium of these oxidized varnish sols may be either water or a hydrophilic organic solvent, but is preferably an aqueous sol in which the medium is water.
  • the pH of the sol is preferably a value that stabilizes the sol, and is generally about 0.2 to 11.5.
  • the oxidized varnish may contain optional components, for example, an alkaline substance for stabilizing the sol, an acidic substance, oxycarboxylic acid, and the like.
  • concentration of the oxidized varnish to be used is about 0.5 to 50% by weight as the oxidized varnish, but the lower the concentration, the better, and preferably 1 to 30% by weight.
  • Stannic oxide as the core particles used in the production of the sol of the present invention (A) - oxide Jirukoniu beam composite sol, the O carboxymethyl zirconium salt to the oxide first Nisuzuzoru Z R_ ⁇ 2 ZSn0 2 weight ratio 0.05 It can be obtained by mixing at 5 to 100 for 0.5 to 3 hours and then heating it to 60 to 100: for 0.1 to 50 hours so as to become 0.5.
  • the oxidized varnish sol used here may be either a sol that has been subjected to a hydrothermal treatment or a sol that has not been subjected to a hydrothermal treatment.
  • the oxyzirconium salt used includes zirconium oxyorganic acid such as zirconium oxychloride, zirconium oxynitrate, zirconium oxysulfate, and zirconium oxyacetate, and zirconium oxycarbonate.
  • These O carboxymethyl zirconium salt can be used as solids or aqueous solutions, as Z R_ ⁇ 2 0.5 to 5 0% by weight, preferably 0.
  • Even salts insoluble in water, such as zirconyl oxycarbonate, can be used when stannic oxide is an acidic sol.
  • an alkaline sol stabilized with an organic base such as amine is particularly preferable to use as the oxidized varnish sol.
  • Mixing with an oxyzirconium salt is 5 to 100, preferably room temperature (20 V). 60 is preferred. This mixing may be carried out by adding an oxyzirconium salt to the oxidized varnish under stirring or by adding the oxidized varnish to an aqueous solution of the oxyzirconium salt, the latter being preferred. This mixing must be performed sufficiently, preferably for 0.5 to 3 hours.
  • the alkylamine-containing antimony pentoxide colloid, its oligomer, or a mixture thereof (B 1) used as the coating sol of the present invention can be obtained by the following methods (oxidation method, acid decomposition method, etc.).
  • Examples of the acid decomposition method include a method in which an alkali antimonate is reacted with an inorganic acid and then peptized with an amine (Japanese Patent Application Laid-Open (JP-A) No. 60-41536, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-22791). No. 8, Japanese Patent Publication No. 2000-1—1 2 3 11 5), Example of oxidation method and method of oxidizing antimony trioxide with hydrogen peroxide in the coexistence of amine and alkali metal No. 118488, JP-A-59-23291) or the method of oxidizing antimony trioxide with hydrogen peroxide and then adding an amine-alkali metal.
  • Examples of the amine of the above-mentioned amine-containing antimony pentoxide colloid, its oligomer, or a mixture thereof include ammonium, quaternary ammonium and water-soluble amine.
  • Preferred examples thereof include alkylamines such as isopropylamine, diisopropylamine, n-propylamine and diisobutylamine, aralkylamines such as benzylamine, alicyclic amines such as piperidine, monoethanolamine and triethanolamine.
  • quaternary ammonium such as tetramethylammonium hydroxide. Particularly, diisopropylamine and diisobutylamine are preferred.
  • the molar ratio of Al force re ingredient ⁇ Min-containing diantimony pentaoxide colloid and antimony pentoxide MZ S b 2 ⁇ 5 to zero. 0 2 to 4.0 0 are preferred, obtained with less than this colloid If the sol is too large, the water resistance of the dried coating film obtained by using such a sol becomes low, which is not preferable in practical use.
  • the amine-containing antimony pentoxide colloid particles, oligomers thereof, or a mixture thereof are minute colloidal particles of antimony pentoxide, oligomers thereof, or a mixture thereof. Electron microscopic observation of the colloidal particles revealed particles of 20 nm or less. Oligomers are polymers and cannot be observed with an electron microscope.
  • the colloid particles (A) have a particle diameter of 4 to 5 nm
  • the metal oxide particles modified by coating (B 1) have a particle diameter of 4.5 to 60 nm. This increase in particle size causes the negatively charged (B 1) colloidal particles, their oligomers, or mixtures thereof to form chemical bonds on the surface of the positively charged colloidal particles (A), thereby It is coated.
  • an alkyl amine salts such as Jie isopropyl amine as the amine component
  • the molar ratio of amine S b 2 ⁇ 5 is 0. 0 2 to 4.0 0.
  • alkylamine-containing silica particles can be further added to the amine-containing antimony pentoxide colloid particles, their oligomers, or a mixture thereof.
  • the composite colloid of antimony pentoxide and silica used as the coating sol of the present invention, an oligomer thereof, or a mixture thereof (B 2) can be prepared by a known method described below (for example, Japanese Patent Publication No. Sho 501-41019). ). That is, an aqueous solution of an alkali silicate or a sol solution of silicate It can be obtained by mixing with an aqueous solution of an alkali thymonate, followed by dehydration cation with a cation exchange resin.
  • an aqueous antimonic acid solution can be preferably used.
  • silica raw material sodium silicate, potassium silicate, or active silicate obtained by subjecting these to cation exchange can be used.
  • the molar ratio of S i 0 2 / S b 2 0 5 is zero. 5 5-5 5.
  • the composite colloid of antimony pentoxide and silica, an oligomer thereof, or a mixture thereof is a fine composite colloid of antimony pentoxide and silica, an oligomer thereof, or a mixture thereof.
  • the colloid particles were found to be 5 nm or less by electron microscopy. Oligomers are polymers and cannot be observed with an electron microscope.
  • the colloid particles (A) have a particle diameter of 4 to 50 nm
  • the metal oxide particles modified by coating (B 2) have a particle diameter of 4.5 to 60 nm.
  • This increase in particle size is due to the negatively charged (B 2) colloidal particles of antimony pentoxide and silica, their oligomers, or a mixture thereof, being chemically treated on the surface of the positively charged colloidal particles (A). It forms a strong bond and is covered by it.
  • the stannic oxide - zirconium oxide composite colloids particles are positively charged, S b 2 ⁇ 5 colloid is negatively charged. Therefore, stannic oxide is charged to the positive by mixing - colloids S b 2 ⁇ 5 which are negatively around the zirconium oxide composite colloidal particles are attracted electrically, and colloidal particles of positively charged Sb 2 ⁇ 5 was bound by chemical bonding on the surface, and the surface was modified by the negatively charged S b 2 ⁇ 5 covering the positively charged particles as nuclei. It is considered that stannic oxide and zirconium monoxide composite colloid particles were formed.
  • zirconium oxide composite colloidal particles nuclei becomes insufficient coverage of the front surface to, easily caused aggregation of generating colloidal particles, it is considered that makes it unstable generation sol.
  • the amount of S b 2 ⁇ 5 colloidal particles and an oligomer thereof to be mixed Is stannic oxide-acid
  • the amount may be less than the amount covering the entire surface of the zirconium composite colloid particles, but is not less than the minimum amount required to generate a sol of stable modified stannic oxide zirconium monoxide composite colloid particles.
  • the resulting sol contain S b 2 ⁇ 5 colloid, an oligomer thereof or a mixture thereof It is only a stable mixed sol of an aqueous medium and a sol of the resulting modified stannic oxide zirconium monoxide composite colloidal particles.
  • Modified stannic oxide or modified stannic oxide-zirconium oxide composite the surface of which is coated with the composite colloid of antimony pentoxide and silica, an oligomer thereof, or a mixture thereof (B 2) according to the present invention
  • the colloid particles are negatively charged in the sol.
  • the stannic oxide zirconium monoxide composite colloid particles are positively charged, and the composite colloid of antimony pentoxide and silica is negatively charged. Therefore, the negatively charged composite colloid of antimony pentoxide and silica is electrically attracted around the positively charged stannic oxide-zirconium oxide composite colloid particles by mixing.
  • the composite colloid of antimony pentoxide and silica is bonded to the surface of the positively charged colloidal particles by chemical bonding, and the composite colloid of antimony pentoxide and silica whose surface is negatively charged with the positively charged particles as nuclei. It is considered that the modified stannic oxide zirconium monoxide composite colloidal particles were formed by covering.
  • the amount of the composite colloid of antimony pentoxide and silica is insufficient, the coating of the surface of the core of the composite stannic oxide-zirconium oxide composite colloid particles with the colloid particles of the composite is insufficient. It is considered that the formed colloid particles are likely to aggregate, which makes the formed sol unstable. Therefore, the amount of the antimony pentoxide and silica composite colloid particles, the oligomer thereof, or a mixture thereof to be mixed may be smaller than the amount covering the entire surface of the stannic oxide zirconium monoxide composite colloid particles. The amount is at least the minimum amount necessary to generate a sol of stable modified stannic oxide zirconium monoxide composite colloidal particles.
  • the resulting sol will contain antimony pentoxide and silica. It is merely a stable mixed sol of an aqueous medium containing the composite colloid, its oligomer, or a mixture thereof, and the resulting sol of modified stannic oxide zirconium monoxide composite colloid particles.
  • the amount of the antimony pentoxide and silica composite colloid, the oligomer thereof, or the mixture thereof (B 2) is determined by the amount of metal in the nuclear sol. to oxide (S N_ ⁇ 2 or Z r 0 2 + S n0 2 ) 100 by weight parts, preferably 50 parts by weight as the metal oxide in the coating sol.
  • step: (b 1) is at 20 to 300 and the aqueous medium obtained in step, 0.1 Step of aging for 1 to 50 hours to obtain a stable sol of modified stannic oxide colloid particles.
  • the step (d1) can be added when the oxidized varnish sol in the step (al) contains anion.
  • step (d1) the modified stannic oxide aqueous sol obtained in step (c1) is brought into contact with an anion exchanger to remove anions present in the sol; Thereafter, a step of aging at 20 to 300 at 0.1 to 50 hours is added to obtain a stable sol of modified stannic oxide colloid particles. Aging at 100 or more can be performed using an autoclave.
  • This sol is a sol surface oxidation secondary tin colloid particles having a particle Cai. 4 to 50 nm and (A) as nuclei, 0. 02 ⁇ 4.
  • step (a2) a particle diameter of 4 to 50 nm and 0.5 to 50% by weight of SnO 2 a stannic oxide aqueous sol having a concentration, and an aqueous solution of Okishijirukoniu beam salts of from 0.5 to 50% strength by weight in terms of Z r0 2, 0. as Z r 0 2 ZS N_ ⁇ 2 05-0.
  • the mixture was mixed at a weight ratio of 50, and the resulting mixture was heated at 60 to 100 for 0.1 to 50 hours to obtain a stannic oxide zirconium oxide composite having a particle size of 4 to 50 nm.
  • step: (a 2) stannic oxide obtained in step - zirconium oxide composite aqueous sol, 0.0 2-4 00 moles of MZS b 2 ⁇ 5 ratio (where M is. showing the Amin molecules) water containing alkyl Amin containing S b 2 ⁇ 5 colloidal particles having, oligomers thereof, or mixtures thereof Step of mixing the media, to the S b 2 as calculated as metal oxides ⁇ 5 (Sn0 2 + Z r 0 2) 0. by weight ratio of 01 ⁇ 0 50, (c 2) Step:.
  • the aqueous sol of the composite is brought into contact with an anion exchanger, and then aged at 20 to 30 Ot: for 0.1 to 50 hours to obtain a stable sol of modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloid particles.
  • Can be Aging above 100 can be done using autoclaves.
  • the sol is a sol containing a composite colloidal particle of modified oxidized varnish particles and zirconium oxide particles having a particle size of 0.01 to 0.50 and a particle size of 4.5 to 60 nm.
  • the above production method can also be performed under pressure using an autoclave.
  • step (a3) a hydrothermal treatment at a temperature of 100 to 300, and a particle diameter of 4 to 5011111 and 0.5 to 50% by weight of preparing a stannic oxide aqueous sol having Sn_ ⁇ 2 concentration
  • step (c 3) showing the Amin molecule) alkylamines containing Sb 2 ⁇ 5 colloidal particles having, and an aqueous medium containing the O Rigoma one, or mixtures thereof, mixing the 0.01 to 0 50 in a weight ratio of S b 2 OsZS N_ ⁇ 2 as calculated as metal oxides, (c 3) step:. 20 a (b 3) an aqueous medium obtained in about E
  • the modified stannic oxide aqueous sol is obtained from the step of aging at 300 for 0.1 to 50 hours.
  • step (d3) can be added if the oxidized varnish sol in step (a3) contains anion.
  • step (d3) the modified stannic oxide aqueous sol obtained in step (c3) is brought into contact with an anion exchanger to remove anions present in the sol.
  • a stable sol of modified stannic oxide colloidal particles is obtained by adding a step of aging at ⁇ 300 for 0.1-50 hours. Aging above 100 can be done using autoclaves.
  • This sol is a sol surface oxidation secondary tin colloid particles having a particle size of. 4 to 50 nm and (A) as nuclei, 0. 02 ⁇ 4.
  • step hydrothermal treatment at a temperature of 100 to 300 Is processed, and the oxide first Nisuzu aqueous pull with S N_ ⁇ 2 concentration and particle size 0.5 -50 wt% of 4 to 50 nm, Z R_ ⁇ 2 in terms of 0.5 50 wt% concentration of the and an aqueous solution of O alkoxy zirconium salts, mixed in a weight ratio of 0.05 0.50 as Z r0 2 ZSn0 2, 60 ⁇ the resulting mixed-solution 10 O: a heated 0.1 to 50 hours
  • step stannic oxide and zirconium oxide composite obtained in step (a4) and body aqueous sol, 0.02 ⁇ 4.
  • Step (c4) Aging the aqueous medium obtained in Step (b4) at 20 to 300 for 0.1 to 50 hours, and Step (d4): Modification obtained in Step (c4)
  • the aqueous sol of stannic oxide-zirconium oxide composite is contacted with an anion exchanger, and then aged at 20-300 for 0.1-50 hours to transform stannic oxide monoxide.
  • a stable sol of zirconium composite colloid particles is obtained.
  • the sol oxide based on the weight Z 1 " ⁇ 2:51 0 2 as 0.05:.
  • stannic oxide that have a particle diameter of 1 ratio and 4 to 50 nm is its surface composite colloidal particles (a) as nuclei for the particles and the zirconium oxide particles, 0. 02 ⁇ 4.
  • the step (d5) can be added if the varnish oxidized in the step (a5) contains anion. That is, the step (d5): the modified stannic oxide aqueous sol obtained in the step (c5) is brought into contact with an anion exchanger to remove anions present in the sol. Then, a step of aging at 20 to 300 for 0.1 to 50 hours is added to obtain a stable sol of the modified stannic oxide colloid particles. 10 ot: The above aging can be performed using an autoclave.
  • step (a6) particle diameter of 4 to 50 nm and 0.5 to 50% by weight of SnO 2 a stannic oxide aqueous sol having a concentration, and an aqueous solution of Okishijirukoniu beam salts of 0. 5 to 50 wt% concentration in terms of Z R_ ⁇ 2, 0.1 as Z r 0 2 ZS N_ ⁇ 2 05-0
  • the mixture was mixed at a weight ratio of 50 and the resulting mixture was heated at 60-100 for 0.1-50 hours to obtain a stannic oxide-zirconium oxide composite having a particle size of 4-50 nm.
  • Step 6 (a 6) stannic oxide obtained in step - zirconium oxide composite aqueous sol, antimony pentoxide with a molar ratio of S I_ ⁇ 2 / S b 2 0 5 of 0.5 5 to 55 composite colloids particles of silica, and an aqueous medium containing the oligomer, or a mixture thereof, in terms of the metal oxide (Sb 2 ⁇ 5 + S I_ ⁇ 2) / (Sn0 2 + Z r0 2) (C6) step: aging the aqueous medium obtained in the step (b6) at 20 to 300 for 0.1 to 50 hours, and Step (d6): The aqueous sol of the modified varnish oxide-zirconium oxide complex obtained in step (c6) is brought into contact with an anion exchanger, and then aged at 20 to 30 for 0.1 to 50 hours.
  • a stable sol of the modified stannic oxide-zirconium oxide composite colloid particles is obtained. Aging at 100 or more can be performed using an autoclave.
  • the above-mentioned production method can be carried out under pressure using a autoclave.
  • step a hydrothermal treatment at a temperature of 100 to 30 Ot: and a particle diameter of 4 to 501111 and a 0.5 to 50 weight % of preparing a stannic oxide aqueous sol having Sn_ ⁇ 2 concentration
  • step step: the above (a 7) and stannic oxide aqueous sol obtained in step, of 0.
  • step (c 7) step:.
  • a modified stannic oxide aqueous sol is obtained from the step of aging for 0.1 to 50 hours.
  • the step (d7) can be added when the stannic oxide in the step (a7) contains anion.
  • step (d7) the modified stannic oxide aqueous sol obtained in step (c7) is brought into contact with an anion exchanger to remove anions present in the sol; Thereafter, a step of aging at 20 to 300 at 0.1 to 50 hours is added to obtain a stable sol of modified stannic oxide colloid particles.
  • This sol is a sol surface oxidation secondary tin colloid particles having a particle size of.
  • nuclei pentoxide having a molar ratio of S i C ⁇ ZS b 2 ⁇ 5 of 0.55 to 55 It is coated with composite colloidal particles of antimony and silica, its oligomer, or a mixture thereof (B2), and the weight ratio of (B2) / (A) is 0.01 based on the weight ratio of the metal oxides. It is a sol containing modified stannic oxide particles having a ratio of ⁇ 0.50 and a particle size of 4.5-60 nm.
  • step (a8) hydrothermal treatment at a temperature of 100 to 300 oxide first Nisuzu aqueous sol having a S n 0 2 concentration of the particle diameter and 0.5 to 50 wt.% of to 50 nm, the O alkoxy zirconium salt of 0.5 to 50% strength by weight in terms of Z r0 2 an aqueous solution, mixed with 0.05 to 0 50 weight ratio of the Z r 0 2 ZS N_ ⁇ 2, 10 60 and the resulting mixed-solution Ot:.
  • step (b8) stannic oxide and zirconium monoxide composite obtained in step (a8) an aqueous sol of 0.
  • the composite aqueous sol is brought into contact with an anion exchanger and then aged at 20 to 300 T for 0.1 to 50 hours to obtain a stable sol of modified stannic oxide zirconium monoxide composite particles.
  • SnO 2 05:. 1 ⁇ 0 50 zirconium oxide particles with stannic oxide particles having a particle diameter ratio of 1. 4 to 50 nm composite colloidal particles (a) is the surface as a nucleus, ⁇ of 0.
  • the particles used for the nucleus are stannic oxide
  • a sol of composite varnish and zirconium oxide is used.
  • the former has a rutile-type crystal structure, and those obtained by applying these sols as a coating composition to a substrate and firing them have a high refractive index (the refractive index calculated from the coating film is 1.7 to 1.8) And excellent transparency.
  • the latter has excellent weather resistance (light) performance by combining zirconium oxide in addition to the performance of the former.
  • Each of the above sols may be either autoclave-treated or not autoclaved with stannic oxide.
  • the latter has the excellent performance of the former, and the coating film obtained by applying these sols as a coating composition to a substrate and baking it has a high refractive index (the refractive index calculated from the coating film is 1.8 to: 1). . 9)
  • the above-mentioned modified stannic oxide zirconium monoxide composite colloid particles can be observed by an electron microscope and have a particle size of approximately 4.5 to 60 nm.
  • the sol obtained by the mixing has a pH approximately 1-9, but from Okishijirukoniu beam salt used for the modification CI-, N0 3 -, Anion such CH 3 C_ ⁇ _ ⁇ - Due to the high content of colloids, the colloid particles undergo micro-aggregation and the sol has low transparency.
  • a stable, transparent, modified stannic oxide-zirconium oxide having a pH of 3 to 11 and good transparency is obtained.
  • a sol of the nickel composite colloid particles can be obtained.
  • the removal of the ion in the step is obtained by treating the sol obtained by the above-mentioned mixing with a hydroxyl-type ion-exchange resin at a temperature of 100 or less, preferably room temperature (at 20) to a temperature of about 60 to 60.
  • a hydroxyl-type ion-exchange resin at a temperature of 100 or less, preferably room temperature (at 20) to a temperature of about 60 to 60.
  • a hydroxyl group type anion exchange resin a commercially available product can be used, but a strong base type such as Amberlite 410 is preferable.
  • the treatment with the hydroxyl group type anion exchange resin in the step (d) is performed at a metal oxide concentration of 1 to 10% by weight of the sol obtained by the mixing in the step (c).
  • aging for 0.1 to 200 hours at a temperature of 20 to 100 can be performed in the step (c). It can be applied for 1 to 200 hours.
  • the method for producing (a3 to d3), the method for producing (a4 to d4), the method for producing (a7 to d7), and the method for producing the raw material using the oxidized varnish sol subjected to hydrothermal treatment In the production method of (a8 to d8), aging for 0.1 to 200 hours at a temperature of 20 to 100 in those (c) steps is possible, but hydrothermal treatment of 100 to 30 Ot: For 0.1 to 200 hours. Both are possible.
  • a preferred aqueous composite sol of the modified aqueous varnish varnish according to the present invention and the modified stannic oxide zirconia has a pH of 1.5 to 11.5, wherein pH is 1 to 1.5. . 1 exceeds 5, modified oxidized second tin colloid, and modified stannic oxide - easy S b 2 ⁇ 5 Koroido covering the oxide di Rukoniumu composite colloidal particles dissolved in the liquid. Further, when the total concentration of all the metal oxides in the sol of the modified stannic oxide colloid and the modified stannic oxide zirconium monoxide composite particles exceeds 60% by weight, Sols tend to be unstable. The preferred concentration as an industrial product is about 10 to 50% by weight.
  • the modified metal oxide sol of the present invention can contain other optional components as long as the object of the present invention is achieved.
  • oxycarboxylic acids are contained in an amount of about 30% by weight or less based on the total amount of all metal oxides, a colloid having further improved properties such as dispersibility can be obtained.
  • the pH of the silane coupling agent or the hydrolyzate thereof is weakly acidic.
  • An acid can be added to the modified metal oxide sol of the present invention to lower the pH in advance.
  • the modified metal oxide sol has a pH of about 4 to 6.
  • Examples of the oxycarboxylic acid used include lactic acid, tartaric acid, citric acid, dalconic acid, lingic acid, glycolic acid and the like. Further, it is possible to contain an alkali component, for example, L i, N a, K , R b, alkali metal hydroxides such as C s, NH 4, Echiruamin, Toriedji Ruamin, isopropyl ⁇ Min, n- propylamine Alkylamines such as benzylamine; alicyclic amines such as piperidine; alkanolamines such as monoethanolamine and triethanolamine. These can be used as a mixture of two or more. It can be used in combination with the above acidic components. These can be contained in about 30% by weight or less based on the total amount of all metal oxides.
  • an alkali component for example, L i, N a, K , R b, alkali metal hydroxides such as C s, NH 4, E
  • the sol concentration can be concentrated to a maximum of about 50% by weight by a conventional method, for example, an evaporation method or an ultrafiltration method.
  • the concentration can be adjusted by adding the alkali metal, organic base (amine), oxycarboxylic acid or the like to the sol after concentration.
  • a sol having a total metal oxide concentration of 10 to 40% by weight is practically preferable.
  • the ultrafiltration method is used as the concentration method, polyanion, ultra-fine particles, etc., which coexist in the sol, pass through the ultrafiltration membrane together with water, and this causes the sol to become unstable. Polyanion, ultrafine particles, etc. can be removed from the sol.
  • an organosol can be obtained by replacing the aqueous medium of the aqueous sol with a hydrophilic organic solvent.
  • This substitution can be performed by a usual method such as a distillation method and an ultrafiltration method.
  • the hydrophilic organic solvent include lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol and isopropyl alcohol; linear amides such as dimethylformamide and N, N'-dimethylacetamide; N-methyl-2-pyrrolidone Cyclic amides, etc .; glycols such as ethyl acetate sorb, ethylene glycol and the like.
  • R 2 and R 3 are the same organic group or different organic groups, and organic silicon compounds where a and b are the same integer or different integers.
  • the organosilicon compound represented by the general formula (I) in the component (A) includes, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetraphenylsilane Sethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltripropoxysilane, Cyltriacetoxysilane, methyltributoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriamicoxysilane, methyltriphenoxysilane, methyltribenzyloxysilane, methyltriphenethyloxysilane, glycidoxymethyltrimethoxysilane , Dalicidoxymethyltriethoxysi
  • the hydrolyzate of the organic silicon compound of the general formula (I) in the component (S) used in the coating composition of the present invention is obtained by hydrolyzing the organic silicon compound of the general formula (I). As a result, a compound in which part or all of R 2 is substituted with a hydrogen atom is obtained.
  • These hydrolysates of the organic silicon compound of the general formula (I) can be used alone or in combination of two or more.
  • the hydrolysis is performed by adding an acidic aqueous solution such as an aqueous solution of hydrochloric acid, an aqueous solution of sulfuric acid, or an aqueous solution of acetic acid to the above-mentioned organic silicon compound and stirring the mixture.
  • Organic Kei-containing compound represented by the 2 Y (II) is, for example, methylene bis methyldimethoxysilane, Echire emissions bis E chill dimethoxysilane, propylene bis E chill GETS Toxysilane, butylenebismethyljetoxysilane and the like can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the hydrolyzate of the organic silicon compound represented by the general formula (II) in the component (S) used in the coating composition of the present invention is obtained by hydrolyzing the organic silicon compound represented by the general formula (II). As a result, a compound in which part or all of X is substituted with a hydrogen atom is obtained.
  • These hydrolysates of the organic silicon compound represented by the general formula (II) can be used alone or in combination of two or more.
  • the hydrolysis is performed by adding an acidic aqueous solution such as an aqueous solution of hydrochloric acid, an aqueous solution of sulfuric acid, or an aqueous solution of acetic acid to the above organic silicon compound, followed by stirring.
  • the component (S) used in the coating composition of the present invention is at least one selected from the group consisting of the organic silicon compounds represented by the general formulas (I) and (II), and a hydrolyzate thereof.
  • One type of silicon-containing substance is selected from the group consisting of the organic silicon compounds represented by the general formulas (I) and (II), and a hydrolyzate thereof.
  • the component (S) used in the coating composition of the present invention is preferably at least one silicon selected from the group consisting of an organic silicon compound represented by the general formula (I) and a hydrolyzate thereof. It is a contained substance.
  • one of R 1 and R 3 is an organic group having an epoxy group
  • R 2 is an alkyl group
  • a and b are each 0 or 1
  • 3+ is 1 or 2.
  • the organosilicon compound represented by the general formula (I) and a hydrolyzate thereof are preferred.
  • Examples of the preferred organosilicon compounds include glycidoxymethyltrimethoxysilane, dalicydoxymethyltriethoxysilane, ⁇ -glycidoxyshethyltrimethoxysilane, a-dalicydoxyshethyltriethoxysilane, and 3-Dalicidoxyshethyltrimethoxysilane,) 3-Glycidoxyshethyltriethoxysilane, a-Dalicidoxypropyltrimethoxysilane, a-Glycidoxypropyltriethoxysilane,
  • aglycidoxypropyl trimethoxysilane aglycidoxypropyl pyrmethyljetoxysilane, aglycidoxypropylmethyldimethoxysilane and hydrolysates thereof, and these are used alone or It can be used as a mixture.
  • tetrafunctional compounds include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetran-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, and tetrasec-butoxy. Silane and the like.
  • the modified metal oxide particles used for the component (T1) and the component (T2) of the coating composition of the present invention the modified sols described in the above 1 to 6 can be used.
  • the coating composition of the present invention comprises the component (T1) or the component (T2) in an amount of preferably 1 to 500 parts by weight, particularly preferably 50 to 250 parts by weight, per 100 parts by weight of the component (S). It is to be combined. That is, (T1) component: a composite particle of stannic oxide particles or stannic oxide particles and zirconium oxide particles with respect to 100 parts by weight of the (S) component: the organic silicon compound. object based on the weight Z R_ ⁇ 2: S n0 2 0:. 1-0 50: 1 ratio and 4 colloidal particles having a particle size of 50 nm (a) is its surface as a nucleus, 0. 02-4. the 00 of MZS b 2 0 5 molar ratio (wherein M is.
  • the coating composition of the present invention comprises the component (T1) or the component (T2) in an amount of preferably 1 to 500 parts by weight, particularly preferably 50 to 250 parts by weight, per 100 parts by weight of the component (S). It is to be combined. That is, based on 100 parts by weight of the component (S): 100 parts by weight of the organic silicon compound, the component (T2) is stannic oxide particles or composite particles of stannic oxide particles and zirconium oxide particles. object based on the weight Z R_ ⁇ 2: S N_ ⁇ 2 0:. 1-0 50: 1 ratio and 4 colloidal particles having a particle size of 50 nm to (a) as nuclei, its surface 0 .
  • S i 0 2 ZS b 2 ⁇ 5 molar ratio composite roller i de particles of antimony pentoxide and silica having a 55 to 55, an oligomer thereof or a mixture thereof (B 2), and (B 2 ) / (A) is a ratio of 0.01 to 0.50 based on the weight ratio of the metal oxides, and a modified metal oxide having a particle size of 4.5 to 60 nm. It is appropriate to contain 1 to 500 parts by weight of the particles. If the modified metal oxide sol is less than 1 part by weight, the cured film will be refracted The rate of application is low, and the range of application to the substrate is significantly limited. On the other hand, if it exceeds 500 parts by weight, cracks and the like are likely to occur between the hardened film and the substrate, and the possibility of lowering the transparency is further increased.
  • the coating composition of the present invention includes a curing agent for accelerating the reaction, a particulate metal oxide for adjusting the refractive index of the lens to be various substrates, and improving the wettability at the time of application.
  • Various surfactants can be contained for the purpose of improving the smoothness of the cured film.
  • an ultraviolet absorber, an antioxidant and the like can be added as long as they do not affect the physical properties of the cured film.
  • the curing agent examples include amines such as arylamine and ethylamine, and various acids and bases including Lewis acids and Lewis bases, for example, organic carboxylic acids, chromic acid, hypochlorous acid, boric acid, perchloric acid, and bromic acid.
  • Lewis acids and Lewis bases for example, organic carboxylic acids, chromic acid, hypochlorous acid, boric acid, perchloric acid, and bromic acid.
  • a salt or metal salt having selenious acid, thiosulfuric acid, orthogeic acid, thiocyanic acid, nitrous acid, aluminic acid, carbonic acid, etc., and a metal alkoxide having aluminum, zirconium, titanium, or a metal chelate compound thereof. can give.
  • Examples of the fine metal oxide include fine particles of aluminum oxide, titanium oxide, antimony oxide, zirconium oxide, silicon oxide, cerium oxide, and the like.
  • the coating composition of the present invention can be applied to a substrate and cured to form a cured film. Curing of the coating composition is performed by hot air drying or active energy ray irradiation, and the curing is preferably performed in hot air of 70 to 200, particularly preferably 90 to 150. . Active energy rays include far-infrared rays, which can reduce damage due to heat.
  • the coating composition of the present invention can be applied and cured on a substrate to form a cured film. Further, according to the present invention, an optical member having on its surface a film formed by laminating a cured film, an impact absorbing film, and an antireflection film made of the above coating composition can be obtained.
  • Examples of a method for forming a cured film comprising the coating composition of the present invention on a substrate include a method of applying the above-described coating composition to a substrate.
  • a coating method a commonly used method such as a dipping method, a spin method, and a spray method can be applied, but a diving method and a spin method are particularly preferable in terms of area.
  • a chemical treatment with an acid, an alkali, or various organic solvents, a physical treatment with plasma, ultraviolet light, or the like, a detergent treatment with various detergents, and further using various resins Before applying the above-mentioned coating composition to a base material, a chemical treatment with an acid, an alkali, or various organic solvents, a physical treatment with plasma, ultraviolet light, or the like, a detergent treatment with various detergents, and further using various resins.
  • the primer treatment the adhesion between the base material and the cured film can be improved.
  • modified metal oxide particles described in the component (T 1) and the component (T 2) as a refractive index adjusting agent to the various resins for the primer.
  • the antireflection film composed of a vapor-deposited inorganic oxide film provided on the cured film composed of the coating composition of the present invention is not particularly limited, and may be any of known inorganic oxide vapor-deposited films.
  • a single-layer or multilayer antireflection film can be used.
  • the anti-reflection film include, for example, anti-reflection films disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei 2-262104 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-116003. .
  • the shock absorbing film improves impact resistance.
  • This shock absorbing film is made of a polyacrylic resin, a polyvinyl acetate resin, a polyvinyl alcohol resin, or the like.
  • the cured film made of the coating composition of the present invention can be used as a high refractive index film for a reflective film, and can be used as a multifunctional film by adding a functional component such as antifogging, photochromic, and antifouling. You can also.
  • the optical member having a cured film made of the coating composition of the present invention can be used for eyeglass lenses, camera lenses, window glasses of automobiles, optical filters attached to liquid crystal displays, plasma displays, and the like.
  • the ratio of hydrogen peroxide to metallic tin was H 2 ⁇ 2 ZS n molar ratio was 2.5 .
  • the time required for the addition of the aqueous hydrogen peroxide and metallic tin was 4.5 hours. After completion of the addition, the mixture was aged for 0.5 hours while maintaining the liquid temperature at 90 to 95.
  • the Sn / C 1 equivalent ratio during the reaction was 1.92.
  • the obtained tin oxide sol was 340 kg. This sol was a pale yellow transparent sol. The particle size of the tin oxide colloid was less than 10 nm under an electron microscope. It was stable even if left at room temperature for more than one year.
  • the time required for the addition was 2.5 hours. After the addition was completed, the reaction was terminated by heating for 1 hour while maintaining the liquid temperature at 90.
  • the ratio of hydrogen peroxide to metallic tin was H 2 O 2 / Sn molar ratio was 2.44.
  • Specific gravity yield 352 kg of the obtained tin oxide sol 1. 22, pH 1. 49, Sn_ ⁇ 2 2 6.1 wt%, oxalic acid concentration from the charged 7.6 wt%, (COOH) 2 / Sn_ ⁇ 2 molar ratio was 0.47.
  • the obtained sol had thixotropic properties, but had lower thixotropic properties than when an aqueous hydrochloric acid solution was used.
  • the particle size of the tin oxide colloid was 10 to 15 nm under an electron microscope, and was spherical and had good dispersibility. This sol showed a tendency to slightly increase in viscosity upon standing, but was stable with no gelling observed at room temperature for 6 months.
  • A—2300 g of the aqueous stannic oxide aqueous sol obtained in Step 1-1 was heated and aged at 140 ⁇ for 5 hours in an autoclave.
  • the solution After diluting the obtained mixed aqueous solution of potassium hydroxide and potassium antimonate with pure water to a concentration of 5% by weight, the solution is passed through a column filled with a cation-type ion-exchange resin to form antimony pentoxide-silica. An aqueous medium containing the composite colloid and its oligomer was obtained.
  • the obtained composite colloid was colorless and transparent, had a pH of 1.8, and had particles of 5 nm or less observed by a transmission electron microscope.
  • the resulting modified aqueous stannic oxide sol (dilute solution) is concentrated at room temperature using a filtration device of an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut-off of 50,000, and a high-concentration modified aqueous sol of stannic oxide is added to the aqueous solution. g obtained.
  • This sol was stable at a specific gravity of 1.220, a pH of 7.90, a viscosity of 2.3 c.p., and a concentration in terms of metal oxide of 20.3% by weight.
  • the alkali metal-containing antimony pentoxide colloid and its oligomer of B-111 component of Production Example 1 were mixed so that the weight ratio of (B) / (A) in terms of metal oxide was mixed to 0.1.
  • the procedure was performed in the same manner as in Production Example 1 except that the aqueous medium having 51 g was changed to 277.8 g of an aqueous medium containing antimony pentoxide colloid containing B-1-2 component and its oligomer.
  • the resulting modified high-concentration aqueous stannic oxide sol was stable at a specific gravity of 1.218, a pH of 8.80, a viscosity of 2.8 cp, and a concentration in terms of metal oxide of 20.4% by weight.
  • the above-mentioned high-concentration modified stannic oxide aqueous sol (245 g) was distilled off at a rotary evaporator under reduced pressure at a liquid temperature of 30 at a temperature below, while adding 10 liters of methanol little by little to remove water. 162 g of modified stannic oxide sol obtained by replacing water of the sol with methanol was obtained.
  • This sol has a specific gravity of 1.093, pH 8.34 (equivalent mixture with water), viscosity of 1.8 cp, and a concentration of 30.5% by weight in terms of metal oxide, a water content of 0.81% by weight, and an electronic component. Microscopic observation showed a particle size of 5 to 15 nm.
  • the sol had a colloidal color, was highly transparent, and was stable without any formation of sediment, turbidity, thickening, etc., even after standing at room temperature for 3 months.
  • the dried product of this sol had a refractive index of 1.76.
  • the stannic oxide colloid of A—1-1—component of Production Example 1 was mixed with the A—1—3 component of A—1—3 so that the weight ratio of (B) / (A) in terms of metal oxide was mixed to 0.1.
  • Aqueous medium containing B-1-1 component alkali component-containing antimony pentoxide and its oligomer is added to B07-1-2 colloid stannic oxide 127.07 g.
  • the procedure was performed in the same manner as in Production Example 1 except that the amount of the aqueous medium containing the colloid and its oligomer was changed to 277.8 g.
  • the resulting modified high-concentration aqueous stannic oxide sol was stable at a specific gravity of 1.220, a pH of 8.51, a viscosity of 2.4 c.p., and a concentration in terms of metal oxide of 21.2% by weight.
  • the resulting modified high-concentration aqueous stannic oxide sol was stable at a specific gravity of 1 ⁇ 226, pH 7.92, viscosity of 3.1 cp. And a concentration of 22.0% by weight in terms of metal oxide.
  • Step: B- in terms of the aqueous medium 68. 83 kg (S b 2 0 5 containing colloids and its cage Goma of Amin containing antimony pentoxide obtained in 1- 2 containing 1. 24 kg . to), the stirring (a) stannic oxide obtained in the step - the composite sol 779. 2 kg of zirconium oxide, S b 2 0 5 Roh (S N_ ⁇ 2 + Z R_ ⁇ 2) 0.1 was gradually added and mixed.
  • the modified stannic oxide zirconium monoxide composite sol was obtained by heating and aging at 90-95 for 2-3 hours.This sol has a specific gravity of 1.011 and a viscosity of 2.9 c. ⁇ ⁇ , ⁇ 10.58, indicating that the sol had good transparency.
  • the resulting modified stannic oxide zirconium monoxide complex aqueous sol (dilute solution) is fractionated by a filtration device of an ultrafiltration membrane having a molecular weight of 100,000 to obtain a high-concentration modified stannic oxide. 64.7 kg of an aqueous sol of the zirconium oxide composite was obtained. This sol was stable at a specific gravity of 1.233, a viscosity of 4.8 cp, a pH of 9.75, and a total metal oxide concentration of 22.1% by weight.
  • the above-mentioned high-concentration modified stannic oxide zirconium monoxide composite aqueous sol (50 kg) was depressurized at a rotary evaporator overnight, and at a liquid temperature of 30 or less, water was distilled while gradually adding 1200 kg of methanol.
  • 30.8 kg of a modified methanol oxide-zirconium oxide composite sol in which the aqueous sol was replaced with methanol was obtained.
  • the methanol sol of the modified stannic oxide-zirconium oxide complex obtained by filtering this sol and adjusting the concentration has a particle diameter of 12 nm as observed by electron microscope, a specific gravity of 086, and a viscosity of 3.2 cp.
  • This sol had a colloidal color, was highly transparent, and was stable without any formation of sediment, turbidity, thickening, etc., even after 3 months at room temperature.
  • the refractive index of this sol was 1.87.
  • the prepared mixture was subjected to a heat treatment at 95 under stirring for 5 hours to obtain 910.2 kg of a stannic oxide-zirconium oxide composite sol.
  • the sol 1.75% by weight Sn0 2, 0. 26% by weight Z R_ ⁇ 2, was 2.01% by weight Sn0 2 + Z r0 2.
  • the mixed sol-like slurry obtained in the step (c) is passed through a column filled with a hydroxyl-type anion exchange resin in the step (d) to remove anions (C 1-) contained in the sol. Removed. Then, a modified stannic oxide zirconium oxide composite sol was obtained by heating and aging at 90 to 95 for 2 to 3 hours. This sol was a highly transparent sol having a specific gravity of 1.012, a viscosity of 3.0 cp. And an H of 10.78.
  • the resulting modified stannic oxide zirconium monoxide composite aqueous sol (dilute solution) is fractionated by a filtration device of an ultrafiltration membrane having a molecular weight of 100,000 to obtain a high-concentration modified stannic oxide-oxidized solution. 69.5 kg of a zirconium composite aqueous sol was obtained. This sol was stable at a specific gravity of 1.284, a viscosity of 5.0 c ⁇ ., ⁇ ⁇ .19, and a total metal oxide concentration of 26.1% by weight. Water of 50 kg of the above-mentioned high-concentration modified stannic oxide / zirconium monoxide composite aqueous sol was taken out under reduced pressure at a temperature of 30 ° C.
  • the modified stannic oxide zirconium monoxide composite methanol sol obtained by filtering and adjusting the concentration of this sol has a particle size of 13 nm as determined by electron microscope observation, a specific gravity of 1.086, and a viscosity of 4.2. c p., pH 8.92 (equivalent mixture with water), the concentration in terms of metal oxide was 30.3% by weight, and the water content was 0.33% by weight.
  • This sol has a colloidal color, high transparency, and 3 No abnormalities such as sedimentation, turbidity, and thickening were observed even after standing for a month.
  • the refractive index of this sol was 1.92.
  • the resulting modified aqueous stannic oxide sol (dilute solution) is concentrated at room temperature by a filtration device of an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut-off of 50,000, and a high-concentration aqueous sol of modified stannic oxide is added to the solution.
  • This sol was stable with a pH of 87, a viscosity of 2.3 c.p. and a concentration of 12.7% by weight in terms of metal oxide.
  • the above-mentioned high-concentration modified stannic oxide aqueous sol (472 g) was distilled under reduced pressure at the mouth of a tally evaporator at a liquid temperature of 3 O: the water was distilled off while adding 9 liters of methanol little by little. 190 g of a modified stannic oxide yellow sol obtained by replacing the water of the sol with methanol was obtained.
  • This sol has a specific gravity of 1.009, pH of 2.06 (equiweight mixture with water), viscosity of 1.6 cp., A concentration converted to metal oxide of 30.3% by weight, transmittance of 68%, and moisture of 0%. 9% by weight, particle size was 10 to 15 nm observed by electron microscopy.
  • This sol had a colloidal color, was highly transparent, and remained stable without any formation of sediment, turbidity, thickening, etc. even after standing at room temperature for 3 months.
  • the dried product of this sol had a refractive index of 1.8.
  • the prepared mixed solution was subjected to a heat treatment at 95 with stirring for 5 hours to obtain 799.2 kg of a stannic oxide / zirconium oxide composite sol.
  • step (b) B- 2 - in aqueous medium 1050 containing colloid and an oligomer thereof of the silica complex g (S b 2 O s + S I_ ⁇ 2 as 10 g containing) - antimony pentoxide obtained in 1 Then, with stirring, the complex sol of stannic oxide and zirconium monoxide obtained in step (b) was
  • the modified stannic oxide-zirconium oxide composite sol was obtained by heating and aging at 90 to 95 tons for 2 to 3 hours. This sol was PH 8.00 with good transparency. .
  • the above high-concentration modified stannic oxide / zirconium oxide composite aqueous sol (517 g) was distilled under reduced pressure at a low evaporator at a liquid temperature of 30 at a temperature of 30 or less while gradually adding 8 L of methanol.
  • 190 g of a modified stannic oxide zirconium monoxide composite methanol sol in which the aqueous sol was replaced with methanol was obtained.
  • the modified stannic oxide zirconium oxide composite sol obtained by filtering and adjusting the concentration of this sol has a particle size of 10 to 15 nm as observed by electron microscopy. 1.
  • Glycolic acid (5.9 g) was added to 1.3 kg of the modified stannic oxide / zirconium monoxide complex methanol sol obtained in Production Example 11, dissolved, and allowed to stand still.
  • the obtained sol was stable at a specific gravity of 1.094, a viscosity of 1.6 cp, a pH of 5.2, and a total metal oxide concentration of 30.3% by weight.
  • the resulting modified high concentration aqueous stannic oxide sol had a pH of 11.1, a viscosity of 2.5 cp, and a stable concentration of 13.5% by weight in terms of metal oxide.
  • the above high-concentration modified stannic oxide aqueous sol (392 g) was distilled off by distilling water while gradually adding 9 liters of methanol at a liquid temperature of 3 Ot or less under reduced pressure at the mouth of the evaporator. 173 g of a modified stannic oxide sol obtained by replacing water in the aqueous sol with methanol was obtained.
  • This sol has a specific gravity of 1.091, pH 8.7 (mixed mixture with water), viscosity of 1.0 cp, concentration in terms of metal oxide is 30% by weight, moisture is 1.9% by weight, electron microscopic observation Was 10 to 15 nm.
  • This sol had a colloidal color, was highly transparent, and was stable without any formation of sediment, turbidity, thickening, etc. after standing at room temperature for 3 months.
  • the dried product of this sol had a refractive index of 1.95.
  • the stannic oxide colloid of A—1-1—component of Production Example 1 was mixed with the A—1—5 component of A—1—5 so that the weight ratio of (B) / (A) converted to metal oxide was
  • An aqueous medium containing an antimony pentoxide colloid containing an alkali component of B-1-1 and its oligomer was added to 53 73 g of stannic oxide colloid, and an antimony pentoxide containing an alkali component of B-2-1 component-silicone composite
  • the procedure was performed in the same manner as in Production Example 1 except that the amount of the aqueous medium containing the colloid and its oligomer was changed to 503 g.
  • the resulting modified high-concentration aqueous stannic oxide sol has a specific gravity of 1.222, pH 3.2, viscosity of 2.1 cp., And a stable concentration of 19.8% by weight in terms of metal oxide. there were.
  • the water of the aqueous sol was replaced with methanol by distilling water while slightly adding 21 liters of methanol to the above-mentioned high-concentration modified stannic oxide aqueous sol 2160 g with a rotary evaporator under slightly reduced pressure. 1360 g of the modified modified stannic oxide methanol sol was obtained.
  • This sol has a specific gravity of 1.083, pH 6.8 (equivalent weight mixture with water), viscosity of 1.2 c.P., concentration in terms of metal oxide is 30% by weight, water is 2.0% by weight, electron microscope Observed particle size was 10-15 nm.
  • This sol had a colloidal color, was highly transparent, and was stable without any formation of sediment, turbidity, thickening, etc. after standing at room temperature for 3 months.
  • the dried product of this sol had a refractive index of 1.95.
  • a titanium oxide methanol sol used in a comparative example of the present invention was prepared.
  • Titanium tetrachloride (to 2% by weight 27. As T i 0 2. C 1 content 32. 0% by weight. Sumitomo Sitix (Ltd.)) 587. 5 g (T i 0 2 as 159. 8 g containing.) and a water 2608. 5 g was taken up in 3 L jacketed glass separable flask of titanium water solution chloride 3196 g (T I_ ⁇ 2 5. containing 0 wt%.) was created. After adding 50 g of 28% aqueous ammonia to this aqueous solution while stirring with a glass stirring rod, the aqueous solution is hydrolyzed with 95 at room temperature for 10 hours. An assembly was obtained.
  • This titanium oxide colloid aggregate slurry was subjected to suction filtration using 5 B filter paper, and then washed with about 40 liters of water to remove excess electrolyte to obtain 620 g of titanium oxide wet cake. .
  • an anion exchange resin (Amberlite IRA-410, manufactured by Organo Corporation) 200 m 1
  • This sol was concentrated under reduced pressure on a rotary evaporator to obtain 1070 g of an aqueous concentrated sol of alkaline titanium oxide.
  • aqueous medium was replaced with methanol by a distillation method to prepare 775.2 g of a titanium oxide methanol sol.
  • the resulting methanol sol had a specific gravity of 0.970, a viscosity of 4.5 mPa ⁇ s, PH (1 + 1) 8.98, an electrical conductivity of 1600 s / cm, a Ti 0 2 of 20.2% by weight, and a water content of 3 4% by weight.
  • a modified stannic oxide composite methanol sol coated with the alkylamine-containing antimony pentoxide obtained in Production Example 1 described above (containing 30.5% by weight in terms of total metal oxides) 397.8% by weight Parts, 65 parts by weight of butyric ester, and 4.2 parts by weight of aluminum acetylacetonate as a curing agent 142.1 parts by weight of a partial hydrolyzate of the above-mentioned 7 "-glycidoxypropyl trimethoxysilane
  • the mixture was filtered to prepare a coating liquid.
  • Table 1 shows the evaluation results.
  • Example 6 Instead of ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane corresponding to the component A, 74.2 parts by weight of ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane corresponding to the component A and ⁇ -glycidoxypropylmethyldimethoxysilane 3 1 The procedure was the same as in Example 3 except that 1 part by weight was used. Table 1 shows the evaluation results.
  • the modified oxide coated with the alkylamine-containing antimony pentoxide of Production Example 5 was used instead of the modified oxidized nitrous oxide sol coated with the alkylamine-containing antimony pentoxide of Production Example 1 used in Example 1.
  • Complex methanol sol of tin tin zirconium monoxide (containing 30.5% by weight in terms of total metal oxides) The same procedure as in Example 1 was carried out except that 39.77.8 parts by weight were used. .
  • Example 7 instead of the modified oxyhydrazine sol coated with an alkylamine-containing antimony pentoxide of Production Example 1 used in Example 1, coated with a complex colloid of antimony pentoxide-silica of Production Example 7 The same procedure was performed as in Example 1 except that 40.3 parts by weight of the modified stannic oxide methanol sol (containing 30.3% by weight in terms of total metal oxides) was used.
  • Modified stannic oxide zirconium monoxide composite methanol sol (containing 25.0% by weight in terms of total metal oxide) Performed in the same manner as in Example 1 except that 45.2 parts by weight was used.
  • Example 1 modified stannic oxide sol coated with alkylamine-containing antimony pentoxide of Production Example 1 used in Example 1, it was coated with a complex colloid of antimony pentoxide-silicone force of Production Example 8.
  • Modified stannic oxide zirconium monoxide composite methanol sol (containing 25.0% by weight in terms of total metal oxide) Performed in the same manner as in Example 1 except that 45.2 parts by weight was used.
  • Example 1 was coated with a complex colloid of antimony pentoxide-silicone force of Production Example 8.
  • Example 9 The modified oxide coated with the alkylamine-containing antimony pentoxide of Production Example 9 instead of the modified stannic oxide sol coated with the alkylamine-containing antimony pentoxide of Production Example 1 used in Example 1 was used.
  • Complex methanol sol of tin tin zirconium oxide (contains 30.1% by weight in terms of total metal oxide) The same procedure as in Example 1 was carried out except that 403.1 parts by weight was used. .
  • the modified stannic oxide methanol sol coated with the alkylamine-containing antimony pentoxide of Production Example 1 used in Example 1 instead of the modified stannic oxide methanol sol of Production Example 15 used in Example 1 was used.
  • Ditin methanol sol (containing 30.1% by weight in terms of total metal oxides) was carried out in the same manner as in Example 1 except that 403.1 parts by weight was used.
  • Example 16 Modified stannic oxide methanol sol (containing 30.1% by weight in terms of total metal oxides) The same procedure as in Example 1 was carried out except that 403.1 parts by weight was used.
  • Example 1 instead of the sol used in Example 1, except for using (2 0. 2 containing wt%. As T i 0 2) 6 4 3. 6 parts oxidized Chitanmetano one Ruzoru produced in Comparative Production Example 1 Were performed in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results.
  • Example 1 a tin oxide methanol sol (Sn) coated with tungsten oxide / stannic oxide composite fine particles disclosed in 0 2 + W0 3 as 3 0. containing 0 wt%.) was carried out in the same manner as the 4 3 3. 3 parts by weight of all the actual Example 1, except that the catalyst.
  • the evaluation results are shown in Table 1.
  • Example 1 a colloidal methanol sol (T i 0 2 + S N_ ⁇ 2 + Z r 0 2 as 3 0. containing 0 wt%.) was carried out in the same manner as the 4 3 3. 3 parts by weight in example 1 except the using. Table 1 shows the evaluation results.
  • Comparative Example 4 The same procedure was performed as in Example 1 except that 650.0 parts by weight of colloidal silica (methanol sol, solid content 20%, average particle size 15 nm) was used instead of the sol used in Example 1. The evaluation results are shown in Table 1.
  • the physical properties of the optical members having a cured film obtained in the present example and comparative example were measured by the following measurement methods.
  • the surface of the cured film was rubbed with steel wool # 0000 to determine the difficulty of scratching.
  • Judgment criteria were evaluated as A> B> C in order of difficulty of scratching.
  • the optical member having the cured film was visually judged under a fluorescent lamp.
  • the criteria are as follows. A has almost no interference fringes, and B and C are more likely to occur in the following order.
  • the optical member was immersed in warm water at 80 for 2 hours and subjected to the same adhesion test as described above.
  • the film was visually inspected under a fluorescent lamp indoors for cloudiness.
  • the criteria are as follows. A has almost no cloudiness, and B and C are more likely to occur in this order.
  • the obtained optical member was exposed outdoors for one month, and the appearance change of the optical member after the exposure was visually judged.
  • Example 1 AA ⁇ && A A ⁇ ⁇ Example 2 AA 3 ⁇ 4 3 ⁇ 4 3 ⁇ 4 A A A ⁇ Example 3 A r r & 3 ⁇ 4 A A A ⁇ ⁇ ⁇ 4 A r ⁇ A Without a temple
  • Example 5 AAA
  • Example 6 A r A ⁇ Abnormal None
  • Example 7 A Electricity Ari None
  • Example 8 A ⁇ ⁇ r r ⁇ e
  • Example 1 3 A ⁇ A A ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4
  • Example 1 4 A A A None Example 1 7 AA Good Good A No abnormality
  • Example 18 AA Good Good A No abnormality
  • Example 19 AA Good Good A No abnormality Comparative Example 1 BA Good Peeling B
  • Comparative example 2 BA good Partial peeling A Slight yellowing Comparative example 3 A-BA good good A-B No abnormality Comparative example 4 AC good Good A No abnormality Examples 1 to 19 of the present invention showed scratch resistance and interference It was excellent in stripes, adhesion, warm water resistance, transparency, and weather resistance. However, Comparative Examples 1 and 2 were not satisfactory in abrasion resistance, hot water resistance, transparency, and weather resistance, and Comparative Example 4 was not preferable because interference fringes were observed. Further, Comparative Example 3 had practically no inferior results, but was slightly smaller than Examples 1 to 19. Industrial applicability
  • the sol of the present invention is particularly useful as a component for improving the refractive index, dyeing property, chemical resistance, water resistance, moisture resistance, light resistance, weather resistance, abrasion resistance, etc. for forming a hard coat film on a plastic lens. Although effective, it can be used for various other purposes.
  • sols of the present invention By applying the sol of the present invention to the surface of organic fibers, textiles, paper, and the like, the flame retardancy, surface slip resistance, antistatic property, dyeing property, and the like of these materials can be improved.
  • These sols can be used as a binder for ceramic fibers, glass fibers, ceramics and the like. Furthermore, by mixing and using in various paints and various adhesives, the water resistance, chemical resistance, light resistance, weather resistance, abrasion resistance, flame resistance, etc. of these cured coatings are improved. be able to.
  • these sols can be generally used as surface treatment agents for metal materials, ceramic materials, glass materials, plastic materials, and the like. It is also useful as a catalyst component.
  • Optical member having a cured film comprising the coating composition of the present invention in addition to the eyeglass lens, It can be used for camera lenses, automotive window glass, optical filters attached to liquid crystal displays and plasma displays, and so on.
  • Japanese Patent Application No. 2002-350762 (filed on December 3, 2002) and Japanese Patent Application No. 2002-350763 (2002 Japanese Patent Application 2003-097786 (filed on April 1, 2003), Japanese Patent Application 2003-097789 (filed on April 1, 2003) Japanese Patent Application 2003-161080 (filed on June 2003)
  • the entire contents of the specifications of Japanese Patent Application No. 2003-161087 (filed on June 5, 2003) are incorporated herein by reference.

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Description

明 細 書 変性された酸化第二スズゾル、 酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体ゾル、 コーティン グ組成物及び光学部材 ' ' ' 技術分野
本発明は、 酸化スズコロイドまたは酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体コロイドの 表面を、アルキルアミン含有 S b25コロィド粒子又は五酸化アンチモンとシリカの複合コ ロイド粒子で被覆することによって形成された、 粒子径 4. 5〜60 nmの変成された酸 化第二スズまたは変性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウムのコロイド粒子のゾル及び その製造方法に関する。
本発明のゾルは、 形成した被覆物が耐温水性に優れ、 更にこの被覆物上に無機酸化物の 蒸着膜 (反射防止膜など) を施した場合でも被覆物の耐候性、 耐光性が低下しないコーテ ィング組成物及び光学部材に関する。 背景技術
近年多用されるようになってきたプラスチックレンズの表面を改良するために、 この表 面に適用されるハードコート剤の成分として、 高い屈折率を有する金属酸化物のゾルが用 いられている。
Aし T i、 Z r、 Sn、 S b等の金属酸化物の 1〜 300 nm粒子を含有させたハー ドコ一卜剤が記載されている (例えば、 特公昭 63 - 37142号公報参照)。
酸化タングステン単独の安定なゾルは未だ知られていないが、 珪酸塩の添加によって得 られる W03: S i 02 :M20 (但し、 Mはアルカリ金属原子又はアンモニゥム基を表わす。) モル比が 4〜15 : 2〜5 : 1であるゾルが提案されている (例えば、 特開昭 54— 52 686号公報参照)。
S 1 : Snのモル比が 2〜1000 : 1であるケィ酸—スズ酸複合ゾルが提案されてい る (例えば、 特公昭 50 -40119号公報参照)。
4〜50 nmの粒子径を有する原子価 3、 4又は 5の金属酸化物のコロイド粒子を核と してその表面が W〇3/S n02重量比 0. 5〜100であって粒子径 2〜 7 nmである酸 化タングステン一酸化第ニスズ複合体のコロイド粒子で被覆されることによって形成され た粒子径 4. 5〜 60 nmの変性金属酸化物コロイドからなり、 そしてこれら全金属酸化 物を 2〜50重量%含む安定なゾルが提案されている (例えば、 特開平 3— 217230 号公報参照)。
Z r 02/S n02として 0. 02〜: L. 0の重量比と 4〜 50 n mの粒子径を有する S n02— Z r 02複合体コロイド粒子を核として、 その表面を、 0. 5〜100の\¥03/3 n02重量比と 2〜7 nmの粒子径を有する W03— S n02複合コロイド粒子で被覆した 構造の粒子からなる変性された S n〇2— Z r〇 2複合体の安定なゾルが提案されている (例えば、 特開平 6— 24746号公報参照)。
2〜60 nmの一次粒子径を有する金属酸化物のコロイド粒子 (A) を核として、 その 表面を酸性酸化物のコロイド粒子からなる被覆物 (B) で被覆して得られた粒子 (C) を 含有し、 且つ (C) を金属酸化物に換算して 2〜50重量%の割合で含み、 そして 2〜1 00 nmの一次粒子径を有する安定な変性金属酸化物ゾルが開示されている。 そして、 核 の金属酸化物は S n〇2粒子、 S n〇2— Z r 02複合コロイド粒子であり、 被覆物にアルキ ルァミン含有 S b 205粒子 (M/S b 205モル比が 0. 02〜4. 00) であるゾルが開 示されている (例えば、 特開 2001— 122621号公報参照)。
ケィ酸アルカリ水溶液又はケィ酸ゾル液と、 アンチモン酸アルカリ水溶液又はスズ酸ァ ルカリ水溶液とを S i : S b又は S i : S nのモル比が 2~1000 : 1となるように混 合した後、 該混合液を酸型イオン交換体により脱力チオンすることを特徴とするケィ酸一 アンチモン酸複合ゾル液又はゲイ酸一スズ酸複合ゾル液の製造方法が記載されている (例 えば、 特公昭 5 0— 4 0 1 1 9号公報参照)。
分散媒中に、 S i〇2として 0 . 1〜5 0重量%の無機ケィ酸化合物を含有する酸化アン チモンコロイ ド粒子を分散せしめたシリカ酸化アンチモン複合ゾルが記載されている (例 えば、 特公平 7 - 2 5 5 4 9号公報参照)。
プラスチック成形物は、 軽量、 易加工性、 耐衝撃性等の長所を生かして多量に使用され ているが、 反面、 硬度が不十分で傷が付きやすい、 溶媒に侵されやすい、 帯電してほこり を吸着する、 耐熱性が不十分等の欠点があり、 眼鏡レンズ, 窓材等として使用するには、 無機ガラス成形体に比べ実用上不十分であった。 そこでプラスチック成形体に保護コート を施すことが提案されている。 コートに使用されるコーティング組成物は、 実に多数の種 類が提案されている。
無機系に近い硬い被膜を与えるものとして期待された 「有機ゲイ素化合物またはその加 水分解物を主成分 (樹脂成分または塗膜形成成分) とするコーティング組成物」 が眼鏡レ ンズ用として使用されている (例えば、 特開昭 5 2 - 1 1 2 6 1号公報参照)。
上記コーティング組成物も未だ耐擦傷性が不満足であるため、 さらにこれにコロイド状 に分散したシリカゾルを添加したものが提案され、 これも眼鏡レンズ用として実用化され ている (例えば、 特開昭 5 3 - 1 1 1 3 3 6号公報参照)。
ところで、 従来、 プラスチック性眼鏡レンズは、 大半がジエチレングリコールビスァリ ルカーボネートというモノマーを注型重合することによって製造されていた。 このレンズ は、 屈折率が約 1 . 5 0であり、 ガラスレンズの屈折率約 1 . 5 2に比べ低いことから、 近視用レンズの場合、 縁の厚さが厚くなるという欠点を有している。 そのため近年、 ジェ チレングリコールビスァリルカーボネー卜より屈折率の高いモノマーの開発が進められ、 高屈折率樹脂材料が提案されている (例えば、 特開昭 5 5— 1 3 7 4 7号、 特開昭 5 6— 1 6 6 2 1 4号、 特開昭 5 7— 2 3 6 1 1号、 特開昭 5 7— 5 4 9 0 1号、 特開昭 5 9 - 1 3 3 2 1 1号、特開昭 6 0— 1 9 9 0 1 6号、特開昭 6 4 - 5 4 0 2 1号の各公報参照)。 このような高屈折率樹脂レンズに対して、 S b、 T iの金属酸化物微粒子のコロイド分 散体をコ一ティング材料に用いる方法も提案されている (例えば、 特開昭 6 2 - 1 5 1 8 0 1号公報、 特開昭 6 3— 2 7 5 6 8 2号公報参照)。
また、 シランカップリング剤と、 2〜6 0 n mの一次粒子径を有する金属酸化物のコロ イド粒子 (A) を核として、 その表面を酸性酸化物のコロイド粒子からなる被覆物 (B ) で被覆して得られた粒子 (C ) を含有し、 且つ (C ) を金属酸化物に換算して 2〜 5 0重 量%の割合で含み、 そして 2〜 1 0 0 n mの一次粒子径を有する安定な変性金属酸化物ゾ ルからなるコーティング組成物が開示されている。そして、核の金属酸化物は S n 02粒子、 S n〇2— Z r 02複合コロイド粒子であり、被覆物にアルキルァミン含有 S b 2 O 5粒子(M Z S b 20 5モル比が 0 . 0 2〜4 . 0 0 ) が開示されている (例えば、 特開 2 0 0 1— 1 2 3 1 1 5号公報参照)。 発明の開示
従来のシリカゾルを添加したコーティング組成物は、 塗膜に干渉縞が見え、 レンズの見 栄えが悪いという問題点があった。 また、 レンズでは、 塗膜の上に反射防止膜 (光学干渉 理論にも基づく無機酸化物薄膜の多層構造膜からなる)を形成することが多い。 この場合、 反射防止膜が例えば、 極薄い緑色の反射色を呈するが、 この反射色がレンズ表面の位置に 応じて変わり、 むらがあるという問題点もあった。
さらに, 酸化チタンゾルを使用したコーティング組成物の場合, 酸化チタンゾルのシラ ンカップリングやその加水分解物に対する相溶性に問題があり, 安定性が悪く、 またこの コーティング組成物により形成したコーティング層は耐水性に劣り、 紫外線照射により青 色に着色するという欠点があつた。
酸化アンチモンゾルを使用したコーティング組成物の場合、 酸化アンチモンゾルのシラ ンカップリング剤やその加水分解物に対する相溶性、 安定性は良好であるが、 このコーテ ィング組成物により形成したコーティング層は屈折率が十分に高くないという問題点があ つた。
従来の金属酸化物ゾル、 特にカチオン性の金属酸化物ゾルをハードコート剤の成分とし て用いると、 得られたハードコート剤の安定性が充分でないのみならず、 このハードコー ト剤の硬化皮膜の透明性、 密着性、 耐候性等も充分でない。 また S b 205ゾルをハードコ —卜剤成分として用いる場合には、 S b 20 5の屈折率が 1 . 6 5〜1 . 7 0程度であるか ら、 レンズのプラスチック基材の屈折率が 1 . 6以上のときには、 もはやこの S b 20 5ゾ ルでは硬化被膜の屈折率が充分に向上しない。
上記特開昭 5 4 - 5 2 6 8 6号公報に記載の酸化タングステンのゾルは、 タングステン 酸塩の水溶液を脱陽イオン処理することにより得られるタングステン酸の水溶液に、 珪酸 塩を加えることにより得られているが、 強酸性においてのみ安定であり、 また、 ハードコ —卜剤の成分として用いる場合には、 塗膜の屈折率を向上させる効果は小さい。
上記特公昭 5 0 - 4 0 1 1 9号公報に記載のケィ酸—スズ酸複合ゾルは、 ケィ酸アル力 リとスズ酸アル力リの混合水溶液を脱陽ィォン処理することにより得られているが、 上記 同様、 やはりハードコート剤の成分として用いる場合には、 塗膜の屈折率を向上させる効 果は小さい。
上記特開平 3— 2 1 7 2 3 0号公報に記載の変性金属酸化物ゾルは屈折率が 1 . 7以上 で、安定であり、 プラスチックレンズ用のハードコート剤の成分として用いることができ、 要求されるハードコート膜の性能、 例えば耐擦傷性、 透明性、 密着性、 耐水性、 耐候性な どの性能をほぼ満足する事ができる。
上記特開平 6— 2 4 7 4 6号公報に記載の変性酸化第二スズ—酸化ジルコニウムゾルは 屈折率が 1 . 7以上で、 安定であり、 プラスチックレンズ用のハードコート剤の成分とし て用いることができ、 要求されるハードコート膜の性能、 例えば耐擦傷性、 透明性、 密着 性などの性能をほぼ満足する事ができる。
本発明は、 特開平 3— 2 1 7 2 3 0号公報ゃ特開平 6— 2 4 7 4 6号公報に記載された 変成金属酸化物をハードコート膜にした際の、 例えば耐擦傷性、 透明性、 密着性、 耐水性、 耐候性などについてさらに向上させ、 かつ幅広い p H領域で安定な変成された酸化第ニス ズまたは変成された酸化第二スズ一酸化ジルコニウムの安定なゾルであり、 同時に、 ブラ スチックレンズ表面に施されるハードコート膜の性能向上成分として、 そのハードコー卜 用塗料に混合して用いることができる金属酸化物ゾルを提供することにある。
また、 本発明は n d = l . 5 4〜1 . 7 0の中から高屈折率プラスチック成形物に対し て、 塗膜に干渉縞が見えず、 かつ反射色にむらがない塗膜を与えるコ一ティング組成物及 び光学部材を提供することにある。
また、 本発明は、 耐擦傷性、 表面硬度、 耐摩耗性、 可とう性、 透明性、 帯電防止性、 染 色性、 耐熱性、 耐水性、 耐薬品性等に優れたプラスチックス成形物用コーティング組成物 及び光学部材を提供することにある。
かくして、 本発明は以下の記載を要旨とするものである。
1 . 酸化第二スズ粒子または酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複合体粒子で あり、 これらの酸化物が重量に基づいて Z r 02 : S n〇2として 0 : 1〜0 . 5 0 : 1 の割合と 4〜5 0 n mの粒子径を有するコロイド粒子(A) を核とし、 その表面が、 0 .
0 2〜4 . 0 0の M/ S b 205のモル比 (ただし Mはァミン分子を示す。) を有するアル キルアミン含有 S b 205コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物 (B 1 ) で被覆され、 且つ (B l ) / (A) の重量比がそれら金属酸化物の重量比に基づいて 0 .
0 1〜0 . 5 0の割合であり、 そして 4 . 5〜6 0 n mの粒子径を有することを特徴と する変性された金属酸化物粒子を含有するゾル。
. コロイド粒子 (A) が酸化第二スズである上記 1に記載のゾル。
. コロイド粒子 (A) が 0. 05 : :!〜 0. 50 : 1の Z r 02: S n02重量比を有す る酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複合体コロイド粒子である上記 1に記 載のゾル。
. 酸化第ニスズ粒子または酸化第ニスズ粒子と酸化ジルコニゥム粒子との複合体粒子で あり、 これらの酸化物が重量に基づいて Z r 02: S n〇2として 0 : 1〜0. 50 : 1 の割合と 4〜 50 nmの粒子径を有するコロイド粒子 (A) を核とし、 その表面が 0. 55〜55の S i〇2ZS b 205のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカの複合コ ロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物 (B2) で被覆され、 且つ (B2) Z (A) の重量比がそれら金属酸化物の重量比に基づいて 0. 01〜0. 50の割合で あり、 そして 4. 5〜60 nmの粒子径を有することを特徴とする変性された金属酸化 物粒子を含有するゾル。
. コロイド粒子 (A) が酸化第二スズである上記 4に記載のゾル。
. コロイド粒子 (A) が 0. 05 : 1~0. 50 : 1の Z r 02: S n02重量比を有す る酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニゥム粒子との複合体コロイド粒子である上記 4に記 載のゾル。
. 下記 (a 1) 工程、 (b 1) 工程、 及び (c 1) 工程、 を含む上記 1又は 2に記載のゾ ルの製造方法。
(a 1) 工程: 4 ~50 nmの粒子径を有する酸化第ニスズのコロイド粒子を S n02と して 1〜 50重量%の濃度に含有する酸化第二スズ水性ゾルを調製する工程、
(b 1) 工程:上記 (a l) 工程で得られた酸化第二スズ水性ゾルと、 0. 02〜4. 00の MZS b 205のモル比(ただし Mはァミン分子を示す。) を有するアルキルアミ ン含有 S b 205コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物を含有する水性 媒体とを、 その金厲酸化物に換算した Sb 205ZSn〇2の重量割合で 0. 01~0. 50に混合する工程、
(c 1) 工程:(b 1) 工程で得られた水性媒体を 20〜300でで0. 1〜50時間熟 成する工程。
. 下記 (a 2) 工程、 (b 2) 工程、 (c 2) 工程及び (d 2) 工程、 を含む上記 1又は 3に記載のゾルの製造方法。
(a 2) 工程: 4〜50 nmの粒子径と 0. 5~50重量%の S n 02濃度を有する酸化 第二スズ水性ゾルと、 Z r〇2に換算して 0. 5~50重量%濃度のォキシジルコニゥ ム塩の水溶液とを、 Z r 02ZS n〇2として 0. 05〜0. 50の重量比に混合し、 得られた混合液を 60〜 10 Ot:で、 0. 1〜50時間加熱することにより、 4〜5 0 nmの粒子径を有する酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを調製する 丁^
(b 2) 工程:(a 2) 工程で得られた酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾル と、 0. 02〜4. 00の MZS b 205のモル比 (ただし Mはァミン分子を示す。) を 有するアルキルアミン含有 S b25コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混 合物を含有する水性媒体とを、その金属酸化物に換算した S b 205 (Sn02 + Z r 02) の重量割合で 0. 01〜0. 50に混合する工程、
(c 2) 工程:( b 2 ) 工程で得られた水性媒体を 20〜 300でで 0. 1〜50時間熟 成する工程、
(d 2) 工程:(c 2) 工程で得られた変性された酸化第二スズ—酸化ジルコニウム複合 体水性ゾルを陰イオン交換体と接触させることにより、 当該ゾル中に存在する陰ィォ ンを除去する工程。
. 下記 (a 3) 工程、 (b 3) 工程、 及び (c 3) 工程、 を含む上記 1又は 2に記載のゾ ルの製造方法。 :
(a 3) 工程: 100〜300での温度で水熱処理され、 且つ 4〜 50 nmの粒子径と 0. 5〜 50重量%の31102濃度を有する酸化第二スズ水性ゾルを調製する工程、
(b 3) 工程:上記 (a 3) 工程で得られた酸化第二スズ水性ゾルと、 0. 02~4. 00の MZS b 205のモル比(ただし Mはァミン分子を示す。) を有するアルキルアミ ン含有 S b25コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物を含有する水性 媒体とを、 その金属酸化物に換算した
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の重量割合で 0. 01〜0. 50に混合する工程、
(c 3) 工程: (b 3) 工程で得られた水性媒体を 20~300でで 0. :!〜 50時間熟 成する工程。
0. 下記 (a 4) 工程、 (b4) 工程、 (c 4) 工程及び (d4) 工程、 を含む上記 1又 は 3に記載のゾルの製造方法。
(a 4) 工程: 100〜300 の温度で水熱処理され、 且つ 4〜 50 nmの粒子径と 0. 5〜50重量%の S n02濃度を有する酸化第 ^1スズ水性ゾルと、 Z r〇2に換算 して 0. 5〜50重量%濃度のォキシジルコニウム塩の水溶液とを、 Z r〇2ZSnO 2として 0. 05〜0. 50の重量比に混合し、 得られた混合液を 60〜 100でで、 0. :!〜 50時間加熱することにより、 4〜 50 nmの粒子径を有する酸化第二スズ 一酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを調製する工程、
(b 4) 工程:(a 4) 工程で得られた酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾル と、 0. 02〜4. 00の M/S b25のモル比 (ただし Mはァミン分子を示す。) を 有するアルキルアミン含有 S b25コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混 合物を含有する水性媒体とを、その金属酸化物に換算した S b 205Z (Sn02 + Z r 02) の重量割合で 0. 01〜0. 50に混合する工程、
(c 4) 工程:(b4) 工程で得られた水性媒体を 20〜300 で 0. :!〜 50時間熟 成する工程、
(d 4) 工程:(c4) 工程で得られた変性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合 体水性ゾルを陰イオン交換体と接触させることにより、 当該ゾル中に存在する陰ィォ ンを除去する工程。
1. 下記 (a 5) 工程、 (b 5) 工程、 及び (c 5) 工程、 を含む上位 4又は 5に記載の ゾルの製造方法。
(a 5) 工程: 4〜50 nmの粒子径を有する酸化第ニスズのコロイド粒子を S n〇2と して 1〜 50重量%の濃度に含有する酸化第二スズ水性ゾルを調製する工程、
(b 5) 工程:上記 (a 5) 工程で得られた酸化第二スズ水性ゾルと、 0. 55〜55 の S i 02/S b 205のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカの複合コロイド粒 子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物を含有する水性媒体とを、 その金属酸化物 に換算した (S b25+S i 02) (S n〇2) の重量割合で 0. 01〜0. 50に 混合する工程、 及び
(c 5) 工程:(b 5) 工程で得られた水性媒体を 20〜300でで 0. :!〜 50時間熟 成する工程。
2. 下記 (a 6) 工程、 (b 6) 工程、 (c 6) 工程及び (d 6) 工程、 を含む上記 4又 6に記載のゾルの製造方法。
(a 6) 工程: 4~501 11の粒子怪と0. 5~50重量%の S n O 2濃度を有する酸化 第二スズ水性ゾルと、 Z r02に換算して 0. 5〜50重量%濃度のォキシジルコニゥ ム塩の水溶液とを、 Z r 02/S n02として 0. 05〜0. 50の重量比に混合し、 得られた混合液を 60〜100でで、 0. 1〜50時間加熱することにより、 4〜5 0 nmの粒子径を有する酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを調製する 工程、 (b 6) 工程: (a 6) 工程で得られた酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾル と、 0. 55〜55の S i 02ZS b25のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカ の複合コロイド粒子、そのオリゴマー、又はそれらの混合物を含有する水性媒体とを、 その金属酸化物に換算した (S b2Os + S i〇2) / (S n02 + Z r〇2) の重量割合 で 0. 01~0. 50に混合する工程、
(c 6) 工程: (b 6) 工程で得られた水性媒体を 20〜300 で0. 1〜50時間熟 成する工程、
(d 6) 工程: (c 6) 工程で得られた変性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合 体水性ゾルを陰ィォン交換体と接触させることにより、 当該ゾル中に存在する陰ィォ ンを除去する工程。
3. 下記 (a 7) 工程、 (b 7) 工程、 及び (c 7) 工程、 を含む上記 4又は 5に記載の ゾルの製造方法。
(a 7) 工程: 100〜 300での温度で水熱処理され、 且つ 4〜50 nmの粒子径と 0. 5〜 50重量%の S n〇2濃度を有する酸化第二スズ水性ゾルを調製する工程、
(b 7) 工程:上記 (a 7) 工程で得られた酸化第二スズ水性ゾルと、 0. 55~55 の S i〇2ZS b25のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカの複合コロイド粒 子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物を含有する水性媒体とを、 その金属酸化物 に換算した (S b25 + S i 02) / (S n〇2) の重量割合で 0. 01〜0. 50に 混合する工程、
(c 7) 工程: (b 7) 工程で得られた水性媒体を 20〜300でで0. 1〜50時間熟 成する工程。
14. 下記 (a 8) 工程、 (b 8) 工程、 (c 8) 工程及び (d 8) 工程、 を含む上記 4 又は 6に記載のゾルの製造方法。
(a 8) 工程: 100〜300での温度で水熱処理され、 且つ 4〜 50 nmの粒子径と 0. 5〜50重量%の S n〇2濃度を有する酸化第二スズ水性ゾルと、 Z r〇2に換算 して 0. 5〜50重量%濃度のォキシジルコニウム塩の水溶液とを、 Z r02/SnO 2として 0. 05〜0. 50の重量比に混合し、 得られた混合液を 60〜100でで、 0. 1~ 50時間加熱することにより、 4〜 50 nmの粒子径を有する酸化第二スズ 一酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを調製する工程、
(b 8) 工程: (a 8) 工程で得られた酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾル と、 0. 55~55の S i〇2ZS b25のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカ の複合コロイド粒子、そのオリゴマー、又はそれらの混合物を含有する水性媒体とを、 その金属酸化物に換算した (S b205 + S i 02) / (S n02 + Z r 02) の重量割合 で 0. 01〜0. 50に混合する工程、
( c 8 ) 工程: ( b 8 ) 工程で得られた水性媒体を 20〜 300でで 0. :!〜 50時間熟 成する工程、
(d 8) 工程: (c 8) 工程で得られた変性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合 体水性ゾルを陰イオン交換体と接触させることにより、 当該ゾル中に存在する陰ィォ ンを除去する工程。
5. 下記 (S) 成分及び (T 1) 成分、 を含有するコーティング組成物。
(S) 成分:一般式 (1)、
(R ) a (R ) bS i (OR ) 4_ (a + b) CD
(但し、 R1及び R3は、 それぞれアルキル基、 ァリール基、 ハロゲン化アルキル基、 ハ ロゲン化ァリール基、 アルケニル基、 又はエポキシ基、 ァクリロイル基、 メ夕クリロ ィル基、 メルカプト基、 アミノ基、 もしくはシァノ基を有する有機基で且つ S i _C 結合によりケィ素原子と結合しているものであり、 R は炭素数 1~ 8のアルキル基、 アルコキシアルキル基、 又はァシル基であり、 a及び bはそれぞれ 0、 1、 又は 2の 整数であり、 3 +1)は0、 1、 又は 2の整数である。) 及び、 一般式 (1 1)、
〔(R ) c S i (OX) 3c2Y (I I)
(但し、 R4は炭素数 1~ 5のアルキル基を示し、 Xは炭素数 1〜4のアルキル基又は ァシル基を示し、 Yはメチレン基又は炭素数 2〜20のアルキレン基を示し、 cは 0 又は 1の整数である。) で表される有機ケィ素化合物、 並びにその加水分解物からなる 群より選ばれた少なくとも 1種のケィ素含有物質、
(T 1) 成分:酸化第二スズ粒子または酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複 合体粒子であり、 これらの酸化物が重量に基づいて Z r02 : Sn〇2として 0 : 1〜 0. 50 : 1の割合と 4〜 50 nmの粒子径を有するコロイド粒子 (A) を核として その表面が、 0. 02~4. 00の M/S b25のモル比 (ただし Mはァミン分子を 示す。) を有するアルキルアミン含有 Sb205コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそ れらの混合物 (B 1) で被覆され、 且つ (B l) / (A) の重量比がそれら金属酸化 物の重量比に基づいて 0. 01〜0. 50の割合であり、 そして 4. 5〜60nmの 粒子径を有する変性された金属酸化物粒子。
6. コロイド粒子 (A) が酸化第二スズである上記 15に記載のコーティング組成物。 7. コロイド粒子 (A) が 0. 05 : :!〜 0. 50 : 1の Z r 02 : S n〇2重量比を有 する酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複合体コロイド粒子である上記 15 に記載のコーティング組成物。
8. (T 1) 成分の被覆物 (B 1) に更にアルキルアミン含有シリカを加えた請求項 15 乃至請求項 17のいずれか 1項に記載のコ一ティング組成物。
9. 下記 (S) 成分及び (T2) 成分、 を含有するコーティング組成物。
(S) 成分:一般式 (1)、
(R ) a (R ) bS 〖 (OR ) 4(a + b) (I)
(但し、 R 及び R は、 それぞれアルキル基、 ァリール基、 ハロゲン化アルキル基、 ハ ロゲン化ァリール基、 アルケニル基、 又はエポキシ基、 ァクリロイル基、 メタクリロ ィル基、 メルカプト基、 アミノ基、 もしくはシァノ基を有する有機基で且つ S i— C 結合によりケィ素原子と結合しているものであり、 R は炭素数 1〜 8のアルキル基、 アルコキシアルキル基、 又はァシル基であり、 a及び bはそれぞれ 0、 1、 又は 2の 整数であり、 a + bは 0、 1、 又は 2の整数である。) 及び、 一般式 (I 1)、
〔(R ) c S i (OX) 3c2Y (I I)
(但し、 R4 は炭素数 1〜5のアルキル基を示し、 Xは炭素数 1〜4のアルキル基又はァ シル基を示し、 Yはメチレン基又は炭素数 2〜20のアルキレン基を示し、 cは 0又は 1の整数である。) で表される有機ゲイ素化合物、 並びにその加水分解物からなる群より 選ばれた少なくとも 1種のケィ素含有物質、
(T2) 成分:酸化第二スズ粒子または酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複 合体粒子であり、 これらの酸化物が重量に基づいて Z r 02: S n02として 0: 1〜0. 50 : 1の割合と 4〜 50 nmの粒子径を有するコロイド粒子 (A) を核として、 その 表面が 0. 55〜55の S i〇2/S b25のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカ の複合コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物 (B2) で被覆され、 且つ (B 2) / (A) の重量比がそれら金属酸化物の重量比に基づいて 0. 01〜0. 50 の割合であり、 そして 4. 5〜6 0 n mの粒子径を有する変性された金属酸化物粒子。 2 0 . コロイド粒子(A)が酸化第二スズである請求項 1 9に記載のコーティング組成物。 2 1 . コロイド粒子 (A) が 0 . 0 5 : 1〜0 . 5 0 : 1の Z r〇2 : S n〇2重量比を有 する酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複合体コロイド粒子である上記 1 9 に記載のコーティング組成物。
2 2 . (T 1 ) 成分の被覆物 (B 2 ) に更にアルキルアミン含有シリカを加えた上記 1 9
〜2 1のいずれか 1項に記載のコーティング組成物。
2 3 . (A) 成分が、 一般式 (I ) で表される有機ケィ素化合物、 及びその加水分解物から なる群より選ばれた少なくとも 1種のケィ素含有物質である上記 1 5〜2 2のいずれか
1項に記載のコーティング組成物。
2 4 . 金属塩、 金属アルコキシド及び金属キレート化合物から成る群から選ばれる 1種以 上の硬化触媒を含有している上記 1 5〜2 3のいずれか 1項に記載のコ一ティング組成 物。
2 5 . 光学基材表面に上記 1 5〜 2 4のいずれか 1項に記載のコーティング組成物より形 成される硬化膜を有する光学部材。
2 6 . 上記 2 5に記載の光学部材の表面に、 さらに反射防止膜を施したことを特徴とする 光学部材。 発明の効果
本発明は、 アンチモン酸アルカリ塩、 アルカリ成分含有五酸化アンチモンコロイド及び そのオリゴマー、 更にそれらにシリカ成分を加えた被覆物、 及び五酸化アンチモン—シリ 力複合コロイド、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物による被覆の作用で、 従来の金属 酸化物コロイドの種々の欠点 (分散性、 耐候性、 長期安定性、 ハードコート剤との相溶性、 結合性) を改善することができ、 優れた変性金属酸化物を得ることができる。 本発明の変 性された酸化第二スズおよびまたは酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体コロイドをハ ードコート剤成分として用いると、 従来の金属酸化物ゾルを用いたときに見られる紫外線 照射による黄変や、 膜硬度、 耐水性、 耐湿性、 相溶性の問題を克服することができる。 本発明によれば、 耐水性及び耐候性能の良好な変性された金属酸化物のコロイド粒子の 安定なゾルを提供し、 プラスチックレンズ表面に施されるハードコート膜の性能向上成分 として、 そのハードコート用塗料に混合して用いることができるゾルが提供される。 本発明によって得られる表面変性された金属酸化物コロイド粒子のゾルは無色透明であ つて、 その乾燥塗膜から算出した屈折率は約 1 . 7 5〜1 . 9 2を示し、 また、 結合強度、 硬度のいずれも高く、 耐候性、 帯電防止性、 耐熱性、 耐摩耗性等も良好である。 また、 特 に耐候性、 耐湿性が従来のものに比べ格段に向上している。
本発明のゾルは、 p Hが 1〜1 1、 好ましくは 1 . 5〜1 0において安定であり、 工業 製品として供給されるに充分な安定性も与えることができる。
本発明のゾルは、 そのコロイド粒子が負に帯電しているから、 他の負帯電のコロイド粒 子からなるゾルなどとの混和性が良好であり、例えばシリ力ゾル、五酸化ァンチモンゾル、 ァニオン性又はノニオン性の界面活性剤、 ポリビニルアルコール等の水溶液、 ァニオン性 又はノニオン性の樹脂ェマルジヨン、 水ガラス、 りん酸アルミニウム等の水溶液、 ェチル シリゲイ卜の加水分解液、 ァ一グリシドキシトリメトキシシラン等のシランカップリング 剤又はその加水分解液などと安定に混合し得る。
本発明のコーティング組成物によって得られる硬化膜は、 耐擦傷性、 表面硬度、 耐摩耗 性、 透明性、 耐熱性、 耐光性、 耐候性や、 特に耐水性の向上したコーティング層となる。 さらにこのコーティング層の上に形成される反射防止膜 (無機酸化物やフッ化物など)、 金 属蒸着膜などとの接着性も良好である。
本発明の光学部材は、 耐擦傷性、 表面硬度、 耐摩耗性、 透明性、 耐熱性、 耐光性、 耐候 性や、 特に耐水性に優れたものであり、 しかも屈折率が 1. 54以上の高屈折率の部材に 塗工しても干渉縞の見られない高透明性で外観良好の光学部材となる。 発明を実施するための最良の形態
本発明は、 酸化第二スズ粒子または酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複合 体粒子であり、 これらの酸化物が重量に基づいて Z r〇2: S n02として 0 : 1〜0. 5 0: 1の割合と 4〜50 nmの粒子径を有するコロイド粒子(A) を核としてその表面が、 0. 02〜4. 00の MZSb25のモル比 (ただし Mはァミン分子を示す。) を有するァ ルキルアミン含有 S b25コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物 (B 1) で被覆され、 且つ (B l) / (A) の重量比がそれら金属酸化物の重量比に基づいて 0. 01〜0. 50の割合であり、 そして 4. 5〜60 nmの粒子径を有する変性された金属 酸化物粒子を含有するゾルである。
また、 酸化第二スズ粒子または酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニゥム粒子との複合体粒 子であり、 これらの酸化物が重量に基づいて Z r 02: S n〇2として 0 : 1〜0. 50 : 1の割合と 4~50 nmの粒子径を有するコロイド粒子(A) を核としてその表面が、 0. 55〜55の S i〇2ZS b25のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカの複合コロ ィド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物(B2) で被覆され、且つ (B2) (A) の重量比がそれら金属酸化物の重量比に基づいて 0. 01〜0. 50の割合であり、 そし て 4. 5〜60 nmの粒子径を有する変性された金属酸化物粒子を含有するゾルである。 上記ゾル中の粒子径は電子顕微鏡観察による粒子径で表される。
本発明のゾルの製造に用いられる核粒子 (A) としての酸化第二スズコロイド粒子は公 知の方法、 例えばイオン交換法、 解膠法、 加水分解法、 反応法等と呼ばれる方法により, 約 4〜50 nm程度の粒子径を有するコロイド粒子のゾルの形態で容易につくることがで きる。
上記イオン交換法の例としては、 スズ酸ナトリウムのようなスズ酸塩を水素型陽イオン 交換樹脂で処理する方法、 或いは上記塩化第二スズ、 硝酸第二スズのような第ニスズ塩を 水酸基型陰イオン交換樹脂で処理する方法が挙げられる。 上記解膠法の例としては、 第二 スズ塩を塩基で中和するか、 或いはスズ酸を塩酸で中和させることにより得られる水酸化 第二スズゲルを洗浄した後、 酸又は塩基で解膠する方法が挙げられる。 上記加水分解法の 例としては、 スズアルコキシドを加水分解する方法、 或いは塩基性塩化第二スズ塩基性塩 を加熱下加水分解した後、 不要の酸を除去する方法が挙げられる。 上記反応法の例として は、 金属スズ粉末と酸とを反応させる方法が挙げられる。
上記の方法で製造された酸化第二スズ水性ゾルは、 そのまま使用する事も出来るが、 1 00〜300tの温度で水熱処理した後に使用することもできる。
水熱処理は例えばォ一トクレーブに上記の酸化第二スズ水性ゾルを入れ、 100〜 30 Ot:の温度で、 0. 1~200時間の処理が施される。
これら酸化第ニスズゾルの媒体は、 水、 親水性有機溶媒のいずれでもよいが、 媒体が水 である水性ゾルが好ましい。また、 ゾルの pHとしては、 ゾルを安定ならしめる値がよく、 通常、 0. 2〜1 1. 5程度がよい。 本発明の目的が達成される限り、 酸化第ニスズゾル には、 任意の成分、 例えば、 ゾルの安定化のためのアルカリ性物質、 酸性物質、 ォキシ力 ルボン酸等が含まれていてもよい。 用いられる酸化第ニスズゾルの濃度としては、 酸化第 ニスズとして 0. 5〜50重量%程度であるが、 この濃度は低い方がよく、 好ましくは 1 〜30重量%である。
本発明のゾルの製造に用いられる核粒子 (A) としての酸化第二スズ—酸化ジルコニゥ ム複合ゾルは、 上記酸化第ニスズゾルにォキシジルコニウム塩を Z r〇2ZSn02重量比 が 0. 05〜0. 5になるように 5~100でで 0. 5〜3時間混合し、 次いでこれを 6 0〜100 :、 0. 1〜50時間加熱する工程により得ることができる。 ここで用いる酸化第ニスズゾルは予め水熱処理を施したゾル、 又は水熱処理を施さない ゾルのいずれも使用することができる。
用いるォキシジルコニウム塩としては、 ォキシ塩化ジルコニウム、 ォキシ硝酸ジルコ二 ゥム、 ォキシ硫酸ジルコニウム、 ォキシ酢酸ジルコニウムなどのォキシ有機酸ジルコニゥ ム、 ォキシ炭酸ジルコニウム等がある。 これらのォキシジルコニウム塩は固体又は水溶液 として用いることができるが、 Z r〇2として 0 . 5〜5 0重量%、 好ましくは 0 . 5〜3 0重量%程度の水溶液として用いるのが好ましい。 ォキシ炭酸ジルコニルのように、 水に 不溶の塩でも酸化第二スズが酸性ゾルの場合は使用することが可能である。
酸化第ニスズゾルは特にァミンなどの有機塩基で安定化されたアルカリ性のゾルを用い るのが特に好ましく、 ォキシジルコニウム塩との混合は 5〜1 0 0で、好ましくは室温(2 0 V ) 〜6 0でが好ましい。 そしてこの混合は撹拌下で酸化第ニスズゾルにォキシジルコ 二ゥム塩を加えても、 ォキシジルコニウム塩水溶液に酸化第ニスズゾルを加えてもよいが、 後者の方が好ましい。 この混合は充分行われる必要があり、 0 . 5〜 3時間が好ましい。 本発明の被覆ゾルとして用いられるアルキルアミン含有五酸化アンチモンコロイド、 そ のオリゴマー、 又はそれらの混合物 (B 1 ) は下記に示す方法 (酸化法、 酸分解法等) で 得ることができる。 酸分解法の例としてはアンチモン酸アルカリを無機酸と反応させた後 にァミンで解膠する方法 (特開昭 6 0— 4 1 5 3 6号、 特開昭 6 1— 2 2 7 9 1 8号、 特 開 2 0 0 1— 1 2 3 1 1 5号)、 酸化法の例とアミンゃアルカリ金属の共存下で三酸化アン チモンを過酸化水素で酸化する方法 (特公昭 5 7— 1 1 8 4 8号、 特開昭 5 9 - 2 3 2 9 2 1号) や三酸化アンチモンを過酸化水素で酸化した後、 アミンゃアルカリ金属を添加す る方法で得ることができる。
上記のァミン含有五酸化アンチモンコロイド、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物の ァミンの例としてはアンモニゥム、 第四級アンモニゥム又は水溶性のァミンが挙げられる。 これらの好ましい例としてはイソプロピルァミン、 ジイソプロピルァミン、 n—プロピル ァミン、ジイソブチルァミン等のアルキルァミン、ベンジルァミン等のァラルキルァミン、 ピぺリジン等の脂環式ァミン、 モノエタノールァミン、 トリエタノールァミン等のアル力 ノールァミン、 テトラメチルアンモニゥムハイドロォキサイド等の第 4級アンモニゥムが 挙げられる。 特にジイソプロピルァミンおよびジイソプチルァミンが好ましい。 上記、 ァ ミン含有五酸化アンチモンコロイド中のアル力リ成分と五酸化アンチモンのモル比は MZ S b 25が 0 . 0 2〜4 . 0 0が好ましく、 これより少ないと得られたコロイドの安定性 が乏しくなり、 また多すぎるとこのようなゾルを用いて得られる乾燥塗膜の耐水性が低く なり実用上好ましくない。
ァミン含有五酸化アンチモンコロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物 (B 1 ) は、 微小な五酸化アンチモンのコロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物 である。 コロイド粒子は電子顕微鏡観察で 2 0 n m以下の粒子が見られた。 オリゴマーは 重合体であり電子顕微鏡では観察することができない。 本発明ではコロイド粒子 (A) は 粒子径 4〜 5 O n mであり、 (B 1 )を被覆することによる変性された金属酸化物粒子は 4 . 5〜6 0 n mである。 この粒子径の増大分は陰に帯電した (B 1 ) のコロイド粒子、 その オリゴマー、 又はそれらの混合物が、 陽に帯電したコロイド粒子 (A) の表面で化学的な 結合を生じ、 それによつて被覆されたものである。
アミン成分としてジィソプロピルアミン等のアルキルアミン塩が好ましく、 アミン S b 25のモル比は 0 . 0 2〜4 . 0 0である。
上記の被覆物には、 ァミン含有五酸化アンチモンコロイド粒子、 そのオリゴマー、 又は それらの混合物に、 更にアルキルアミン含有シリカ粒子を加える事が出来る。
本発明の被覆ゾルとして用いられる五酸化アンチモンとシリカの複合体コロイド、 その オリゴマー、 又はそれらの混合物 (B 2 ) は下記に示す公知の方法 (例えば、 特公昭 5 0 一 4 0 1 1 9号) で得る事が出来る。 即ちケィ酸アルカリ水溶液又はケィ酸ゾル液とアン チモン酸アルカリ水溶液とを混合した後、 陽イオン交換樹脂により脱力チオンすることに より得ることができる。
ァンチモン原料としては、 好ましくはァンチモン酸力リゥム水溶液を用いることができ る。 シリカ原料としてはケィ酸ナトリウム、 ケィ酸カリウム、 又はこれらをカチオン交換 して得られる活性ケィ酸を用いることができる。 S i 02/ S b 205のモル比は 0 . 5 5〜 5 5である。
五酸化アンチモンとシリカの複合体コロイド、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物 (B 2 ) は、 微小な五酸化アンチモンとシリカの複合体コロイド、 そのオリゴマー、 又はそれ らの混合物である。 コロイド粒子は電子顕微鏡による観察で 5 n m以下の粒子が見られた。 オリゴマーは重合体であり電子顕微鏡では観察することができない。 本発明ではコロイド 粒子 (A) は粒子怪 4〜5 0 n mであり、 (B 2 ) を被覆することによる変性された金属酸 化物粒子は 4 . 5〜6 0 n mである。 この粒子径の増大分は陰に帯電した (B 2 ) の五酸 化アンチモンとシリカのコロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物が、 陽に帯 電したコロイド粒子 (A) の表面で化学的な結合を生じ, それによつて被覆されたもので ある。
本発明によるアミン含有 S b 25コロイド (B 1 ) によって表面が被覆された変成された 酸化第二スズまたは変性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合コロイド粒子はゾル 中で負に帯電している。
上記酸化第二スズ—酸化ジルコニウム複合コロイ ド粒子は陽に帯電しており、 S b 25 コロイドは負に帯電している。 従って、 混合によりこの陽に帯電している酸化第二スズ— 酸化ジルコニウム複合コロイド粒子の周りに負に帯電している S b 25のコロイドが電気 的に引き寄せられ、そして陽帯電のコロイド粒子表面上に化学結合によって S b 25のコロ ィドが結合し、 この陽帯電の粒子を核としてその表面を負に帯電した S b 25が覆ってしま うことによって、 変性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合コロイド粒子が生成し たものと考えられる。
けれども、 核ゾルとしての粒子怪 4〜 5 0 n mの酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合 コロイド粒子と、 被覆ゾルとしてのァミン含有 S b 205コロイド、 そのオリゴマー, 又はそ れらの混合物 (B 1 ) とを混合するときに、 核ゾルの金属酸化物 (3 1 02又は2 1"〇2 + S n 02) 1 0 0重量部に対し、 被覆ゾルの金属酸化物が 1重量部より少ないと、 安定なゾ ルが得られない。 このことは、 S b 25のコロイドの量が不足するときには、 この複合体の コロイド粒子による酸化第二スズ—酸化ジルコニウム複合コロイド粒子を核とするその表 面の被覆が不充分となり、 生成コロイド粒子の凝集が起こり易く、 生成ゾルを不安定なら しめるものと考えられる。 従って、 混合すべき S b 25コロイド粒子及びそのオリゴマーの 量は、 酸化第二スズ—酸化ジルコニウム複合コロイド粒子の全表面を覆う量より少なくて もよいが、 安定な変性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合コロイド粒子のゾルを 生成せしめるに必要な最小量以上の量である。 この表面被覆に用いられる量を越える量の S b 205コロィド粒子及びそのオリゴマーが上記混合に用いられたときには、得られたゾル は、 S b 25コロイド、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物を含有する水性媒体と、 生じ た変性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合コロイド粒子のゾルの安定な混合ゾル に過ぎない。
好ましくは、 酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合コロイド粒子をその表面被覆によつ て変性するには、用いられる S b 205のコロイド、そのオリゴマー、又はそれらの混合物(B 1 ) の量は、 核ゾルの金属酸化物 (S n〇2又は Z r〇2 + S n 02) 1 0 0重量部に対し、 被覆ゾル中の金属酸化物として 5 0重量部以下がよい。
本発明による五酸化アンチモンとシリカの複合コロイ ド、 そのオリゴマー、 又はそれら の混合物 (B 2 ) によって表面が被覆され、 変成された酸化第二スズまたは変性された酸 化第二スズ—酸化ジルコニウム複合コロイド粒子はゾル中で負に帯電している。 上記酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合コロイド粒子は陽に帯電しており、 五酸化ァ ンチモンとシリカの複合コロイドは負に帯電している。 従って、 混合によりこの陽に帯電 している酸化第二スズ—酸化ジルコニウム複合コロイド粒子の周りに負に帯電している五 酸化アンチモンとシリカの複合コロイ ドが電気的に引き寄せられる。 そして陽帯電のコロ ィド粒子表面上に化学結合によって五酸化アンチモンとシリカの複合コロイドが結合し、 この陽帯電の粒子を核としてその表面を負に帯電した五酸化アンチモンとシリカの複合コ ロイドが覆ってしまうことによって、 変性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合コ ロイド粒子が生成したものと考えられる。
けれども、 核ゾルとしての粒子径 4〜 50 nmの酸化第二スズ—酸化ジルコニウム複合 コロイド粒子と、 被覆ゾルとしての五酸化アンチモンとシリカの複合コロイド、 そのオリ ゴマー、 又はそれらの混合物 (B2) とを混合するときに、 核ゾルの金属酸化物 (Sn〇2 又は Z r〇2 + Sn〇2) 100重量部に対し、 被覆ゾルの金属酸化物が 1重量部より少な いと、 安定なゾルが得られない。 このことは、 五酸化アンチモンとシリカの複合コロイド の量が不足するときには、 この複合体のコロイド粒子による酸化第二スズ—酸化ジルコ二 ゥム複合コロイド粒子を核とするその表面の被覆が不充分となり、 生成コロイド粒子の凝 集が起こり易く、 生成ゾルを不安定ならしめるものと考えられる。 従って、 混合すべき五 酸化アンチモンとシリカの複合コロイ ド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物の量 は、 酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合コロイド粒子の全表面を覆う量より少なくても よいが、 安定な変性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合コロイド粒子のゾルを生 成せしめるに必要な最小量以上の量である。 この表面被覆に用いられる量を越える量の五 酸化アンチモンとシリカの複合コロイ ド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物が上 記混合に用いられたときには、 得られたゾルは、 五酸化アンチモンとシリカの複合コロイ ド、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物を含有する水性媒体と、 生じた変性された酸化 第二スズ一酸化ジルコニウム複合コロイド粒子のゾルの安定な混合ゾルに過ぎない。
酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合コロイド粒子をその表面被覆によって変性するに は、 用いられる五酸化アンチモンとシリカの複合コロイド、 そのオリゴマー、 又はそれら の混合物 (B 2) の量は、 核ゾルの金属酸化物 (S n〇2又は Z r 02 + S n02) 100重 量部に対し、 被覆ゾル中の金属酸化物として 50重量部以下が好ましい。
本発明では核に酸化第二スズを用いる場合は、 (a 1) 工程: 4〜50 nmの粒子径を有 する酸化第ニスズのコロイ ド粒子を S n〇2として 1〜50重量%の濃度に含有する酸化 第二スズ水性ゾルを調製する工程、 (b 1) 工程:上記 (a 1) 工程で得られた酸化第ニス ズ水性ゾルと、 0. 02〜4. 00の MZS b25のモル比 (ただし Mはァミン分子を示 す。) を有するアルキルアミン含有 S b25コロイド、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合 物を含有する水性媒体とを、その金属酸化物に換算した313205/3]1〇2の重量割合で0. 01-0. 50に混合する工程、 (c 1) 工程: (b 1) 工程で得られた水性媒体を 20〜 300でで、 0. 1〜50時間熟成する工程、 から変性された酸化第二スズコロイド粒子 の安定なゾルが得られる。 この (c l) 工程で得られたゾルは、 (a l) 工程の酸化第ニス ズゾルがァニオンを含有している場合には(d 1)工程を追加することが出来る。即ち、 (d 1) 工程: (c 1) 工程で得られた変性された酸化第二スズ水性ゾルを陰イオン交換体と接 触させることにより、 当該ゾル中に存在する陰イオンを除去し、 その後 20~300でで 0. 1〜50時間熟成する工程を追加して変性された酸化第二スズコロイド粒子の安定な ゾルが得られる。 100で以上の熟成はォ一トクレーブを用いて行うことが出来る。 この ゾルは、 4〜 50 nmの粒子怪を有する酸化第二スズコロイド粒子 (A) を核としてその 表面が、 0. 02〜4. 00の MZS b205のモル比 (ただし Mはァミン分子を示す。) を 有するアルキルアミン含有 S b25コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物 (B 1) で被覆され、 且つ (B 1) (A) の重量比がそれら金属酸化物の重量比に基づ いて 0. 01〜0. 50の割合であり、 そして 4. 5~60 nmの粒子径を有する変性さ れた酸化第二スズ粒子を含有するゾルである。
また、 本発明では核に酸化第二スズと酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子を用いる場 合は、 (a 2) 工程: 4〜50 nmの粒子径と 0. 5〜 50重量%の S n O 2濃度を有する 酸化第二スズ水性ゾルと、 Z r02に換算して 0. 5〜50重量%濃度のォキシジルコニゥ ム塩の水溶液とを、 Z r 02ZS n〇2として 0. 05〜0. 50の重量比に混合し、 得ら れた混合液を 60〜 100でで、 0. 1〜50時間加熱することにより、 4〜50nmの 粒子径を有する酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを調製する工程、 (b 2) 工程: (a 2) 工程で得られた酸化第二スズ—酸化ジルコニウム複合体水性ゾルと、 0. 0 2〜4. 00の MZS b25のモル比 (ただし Mはァミン分子を示す。) を有するアルキル ァミン含有 S b25コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物を含有する水性 媒体とを、 その金属酸化物に換算した S b25 (Sn02 + Z r 02) の重量割合で 0. 01〜0. 50に混合する工程、 (c 2) 工程: (b 2) 工程で得られた水性媒体を 20〜 300 で 0. 1〜50時間熟成する工程、 及び (d 2) 工程:(c 2) 工程で得られた変 性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを陰イオン交換体と接触させ、 その後 20〜30 Ot:で 0. 1〜50時間熟成して変成された酸化第二スズ—酸化ジルコ ニゥム複合体コロイド粒子の安定なゾルが得られる。 100で以上の熟成はォ一トクレー ブを用いて行うことが出来る。 このゾルは、 酸化物が重量に基づいて Z r〇2 : Sn〇2と して 0. 05 : 1~0. 50 : 1の割合と 4〜 50 nmの粒子径を有する酸化第二スズ粒 子と酸化ジルコニウム粒子との複合体コロイド粒子 (A) を核としてその表面が、 0. 0 2〜4. 00の MZS b25のモル比 (ただし Mはァミン分子を示す。) を有するアルキル ァミン含有 S b25コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物 (B 1) で被覆 され、 且つ (B l) Z (A) の重量比がそれら金属酸化物の重量比に基づいて 0. 01〜 0. 50の割合であり、 そして 4. 5〜60 nmの粒子径を有する変性された酸化第ニス ズ粒子と酸化ジルコニゥム粒子との複合体コロイド粒子を含有するゾルである。
上記の製造方法はォートクレーブを用いて加圧下で行うことも出来る。
即ち、 核にオートクレープ処理された酸化第ニスズゾルを用いる方法では、 (a 3) 工程: 100〜300での温度で水熱処理され、且つ 4〜5011111の粒子径と0. 5〜50重量% の Sn〇2濃度を有する酸化第二スズ水性ゾルを調製する工程、 (b 3) 工程:上記 (a 3) 工程で得られた酸化第二スズ水性ゾルと、 0. 02〜4. 00の M/S b 205のモル比(た だし Mはァミン分子を示す。) を有するアルキルアミン含有 Sb25コロイド粒子、 そのォ リゴマ一、 又はそれらの混合物を含有する水性媒体とを、 その金属酸化物に換算した S b2 OsZS n〇2の重量割合で 0. 01〜0. 50に混合する工程、 (c 3) 工程:(b 3) ェ 程で得られた水性媒体を 20〜300でで0. 1〜50時間熟成する工程から変性された 酸化第二スズ水性ゾルが得られる。 この (c 3) 工程で得られたゾルは、 (a 3) 工程の酸 化第ニスズゾルがァニオンを含有している場合には(d 3)工程を追加することが出来る。 即ち、 (d3) 工程:(c 3) 工程で得られた変性された酸化第二スズ水性ゾルを陰イオン 交換体と接触させることにより、 当該ゾル中に存在する陰イオンを除去し、 その後 20〜 300でで 0. 1〜50時間熟成する工程を追加して変性された酸化第二スズコロイド粒 子の安定なゾルが得られる。 100で以上の熟成はォ一トクレーブを用いて行うことが出 来る。 このゾルは、 4〜 50 nmの粒子径を有する酸化第二スズコロイド粒子 (A) を核 としてその表面が、 0. 02〜4. 00の MZS b 205のモル比 (ただし Mはァミン分子 を示す。) を有するアルキルアミン含有 S b 205コロイド粒子、 そのオリゴマー, 又はそれ らの混合物 (B 1) で被覆され、 且つ (B l) / (A) の重量比がそれら金属酸化物の重 量比に基づいて 0. 01〜0. 50の割合であり、 そして 4. 5〜60 nmの粒子径を有 する変性された酸化第二スズ粒子を含有するゾルである。
また、 核にォ一トクレーブ処理された酸化第ニスズゾルと、 酸化ジルコニウムとの複合 体粒子からなる水性ゾルを用いる方法では、 (a 4) 工程: 100〜300での温度で水熱 処理され、 且つ 4〜50 nmの粒子径と 0. 5 -50重量%の S n〇2濃度を有する酸化第 ニスズ水性プルと、 Z r〇2に換算して 0. 5 50重量%濃度のォキシジルコニウム塩の 水溶液とを、 Z r02ZSn02として 0. 05 0. 50の重量比に混合し、 得られた混 合液を 60〜 10 O :で、 0. 1〜50時間加熱することにより、 4〜50 nmの粒子径 を有する酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを調製する工程、 (b4) 工程: (a 4) 工程で得られた酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾルと、 0. 02~ 4. 00の MZS b 25のモル比 (ただし Mはァミン分子を示す。) を有するアルキルアミ ン含有 S b25コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物を含有する水性媒体 とを、 その金属酸化物に換算した S b25 (Sn02 + Z r〇2) の重量割合で 0. 01 -0. 50に混合する工程、 (c 4) 工程:(b4) 工程で得られた水性媒体を 20〜30 0 で0. 1〜 50時間熟成する工程、 及び (d4) 工程:(c 4) 工程で得られた変性さ れた酸化第二スズー酸化ジルコ二ゥム複合体水性ゾルを陰ィォン交換体と接触させ、 その 後 20〜 300でで 0. 1〜50時間熟成して変成された酸化第二スズ一酸化ジルコニゥ ム複合体コロイド粒子の安定なゾルが得られる。 このゾルは、 酸化物が重量に基づいて Z 1"〇2 : 51 02として0. 05 : 1〜0. 50 : 1の割合と 4〜50 nmの粒子径を有す る酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複合体コロイド粒子 (A) を核としてそ の表面が、 0. 02〜4. 00の MZS b25のモル比 (ただし Mはァミン分子を示す。) を有するアルキルアミン含有 S b205コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合 物 (B 1) で被覆され、 且つ (B l) / (A) の重量比がそれら金属酸化物の重量比に基 づいて 0. 01〜0. 50の割合であり、 そして 4. 5〜60 nmの粒子径を有する変性 された酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複合体コロイド粒子を含有するゾル である。
本発明では核に酸化第二スズを用いる場合は、 (a 5) 工程: 4〜50 nmの粒子径を有 する酸化第ニスズのコロイド粒子を S n02として 1〜50重量%の濃度に含有する酸化 第二スズ水性ゾルを調製する工程、 (b 5) 工程:上記 (a 5) 工程で得られた酸化第ニス ズ水性ゾルと、 0. 55〜55の S i〇2 S b25のモル比を有する五酸化アンチモンと シリカの複合コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物を含有する水性媒体と を、 その金属酸化物に換算した (Sb 205 + S i 02) /S n〇2の重量割合で 0. 01〜 0. 50に混合する工程、 (c 5) 工程:(b 5) 工程で得られた水性媒体を 20〜300で で、 0. 1〜 50時間熟成する工程、 から変性された酸化第二スズコロイド粒子の安定な ゾルが得られる。 この (c 5) 工程で得られたゾルは、 (a 5) 工程の酸化第ニスズゾルが ァニオンを含有している場合には (d 5) 工程を追加することが出来る。 即ち、 (d 5) ェ 程:(c 5) 工程で得られた変性された酸化第二スズ水性ゾルを陰イオン交換体と接触させ ることにより、 当該ゾル中に存在する陰イオンを除去し、 その後 20~300 で 0. 1 〜 50時間熟成する工程を追加して変性された酸化第二スズコロイド粒子の安定なゾルが 得られる。 10 ot:以上の熟成はォ一トクレーブを用いて行うことが出来る。このゾルは、 4〜50 nmの粒子径を有する酸化第二スズコロイド粒子(A)を核としてその表面が 0. 55〜55の5 〖〇2ZS b 25のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカの複合コロ ィド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物(B2) で被覆され、 且つ (B2) / (A) の重量比がそれら金属酸化物の重量比に基づいて 0. 01〜0. 50の割合であり、 そし て 4. 5〜60 nmの粒子径を有する変性された酸化第二スズ粒子を含有するゾルである。 また、 本発明では核に酸化第二スズと酸化ジルコニウム複合体コロイド粒子を用いる場 合は、 (a 6) 工程: 4〜50 nmの粒子径と 0. 5〜 50重量%の S n O 2濃度を有する 酸化第二スズ水性ゾルと、 Z r〇2に換算して 0. 5〜50重量%濃度のォキシジルコニゥ ム塩の水溶液とを、 Z r 02ZS n〇2として 0. 05〜0. 50の重量比に混合し、 得ら れた混合液を 60〜 100でで、 0. 1〜50時間加熱することにより、 4〜50 nmの 粒子径を有する酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを調製する工程、 (b 6) 工程: (a 6) 工程で得られた酸化第二スズ—酸化ジルコニウム複合体水性ゾルと、 0. 5 5〜55の S i〇2/S b 205のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカの複合コロイ ド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物を含有する水性媒体とを、 その金属酸化物 に換算した (Sb25+S i〇2) / (Sn02 + Z r02) の重量割合で 0. 01〜0. 5 0に混合する工程、 (c 6)工程:(b 6)工程で得られた水性媒体を 20〜300でで 0. 1〜50時間熟成する工程、 及び (d 6) 工程: (c 6) 工程で得られた変性された酸化第 ニスズ—酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを陰イオン交換体と接触させ、 その後 20〜3 0 で 0. 1〜50時間熟成して変成された酸化第二スズ—酸化ジルコニウム複合体コ ロイド粒子の安定なゾルが得られる。 100で以上の熟成はオートクレープを用いて行う ことが出来る。 このゾルは、 酸化物が重量に基づいて Z r 02 : Sn〇2として 0. 05 : 1〜0. 50 : 1の割合と 4〜 50 nmの粒子径を有する酸化第二スズ粒子と酸化ジルコ ニゥム粒子との複合体コロイド粒子 (A) を核としてその表面が、 0. 55〜55の S i 02ZS b25のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカの複合コロイド粒子、そのオリ ゴマー、 又はそれらの混合物 (B2) で被覆され、 且つ (B2) / (A) の重量比がそれ ら金属酸化物の重量比に基づいて 0. 01〜0. 50の割合であり、 そして 4. 5〜60 nmの粒子径を有する変性された酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複合体コ ロイド粒子を含有するゾルである。
上記の製造方法はォ一トクレーブを用いて加圧下で行うことも出来る。
即ち、 核にォ一トクレーブ処理された酸化第ニスズゾルを用いる方法では、 (a 7) 工程: 100〜30 Ot:の温度で水熱処理され、且つ 4〜501111 の粒子径と0. 5〜50重量% の Sn〇2濃度を有する酸化第二スズ水性ゾルを調製する工程、 (b 7) 工程:上記 (a 7) 工程で得られた酸化第二スズ水性ゾルと、 0. 55〜55の S i 02ノ S b205のモル比を 有する五酸化アンチモンとシリカの複合コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混 合物を含有する水性媒体とを、 その金属酸化物に換算した (Sb205 + S i〇2) /SnO 2の重量割合で 0. 01〜0. 50に混合する工程、 (c 7) 工程: (b 7) 工程で得られた 水性媒体を 20〜300t:で 0. 1〜50時間熟成する工程から変性された酸化第二スズ 水性ゾルが得られる。 この (c 7) 工程で得られたゾルは、 (a 7) 工程の酸化第二スズゾ ルがァ二オンを含有している場合には (d 7)工程を追加することが出来る。 即ち、 (d 7) 工程: (c 7) 工程で得られた変性された酸化第二スズ水性ゾルを陰イオン交換体と接触さ せることにより、 当該ゾル中に存在する陰イオンを除去し、 その後 20〜300でで 0. 1〜50時間熟成する工程を追加して変性された酸化第二スズコロイド粒子の安定なゾル が得られる。 このゾルは、 4〜 50 nmの粒子径を有する酸化第二スズコロイド粒子 (A) を核としてその表面が、 0. 55〜55の S i C^ZS b25のモル比を有する五酸化アン チモンとシリカの複合コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物 (B2) で被 覆され、 且つ (B 2) / (A) の重量比がそれら金属酸化物の重量比に基づいて 0. 01 〜0. 50の割合であり、 そして 4. 5〜 60 nmの粒子径を有する変性された酸化第二 スズ粒子を含有するゾルである。
また、 核にオートクレープ処理された酸化第ニスズゾルと、 酸化ジルコニウムとの複合 体粒子からなる水性ゾルを用いる方法では、 (a 8) 工程: 100〜300での温度で水熱 処理され、 且つ 4〜50 nmの粒子径と 0. 5〜 50重量%の S n 02濃度を有する酸化第 ニスズ水性ゾルと、 Z r02に換算して 0. 5〜50重量%濃度のォキシジルコニウム塩の 水溶液とを、 Z r 02ZS n〇2として 0. 05〜0. 50の重量比に混合し、 得られた混 合液を 60〜 10 Ot:で、 0. 1〜50時間加熱することにより、 4〜50nmの粒子径 を有する酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを調製する工程、 (b 8) 工程: (a 8) 工程で得られた酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾルと、 0. 55〜 55の S i 02ZS b 205のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカの複合コロイド粒 子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物を含有する水性媒体とを、 その金属酸化物に換 算した (S b205 + S i〇2) / (S n〇2 + Z r 02) の重量割合で 0. 01〜0. 50に 混合する工程、 (c 8) 工程: (b8) 工程で得られた水性媒体を 20〜300でで 0. 1 ~50時間熟成する工程、 及び (d 8) 工程: (c 8) 工程で得られた変性された酸化第二 スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを陰イオン交換体と接触させ、 その後 20〜30 0Tで 0. 1〜50時間熟成して変成された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体コロ ィド粒子の安定なゾルが得られる。 このゾルは、 酸化物が重量に基づいて Z r02: SnO 2として 0. 05 : 1〜0. 50 : 1の割合と 4〜 50 nmの粒子径を有する酸化第二スズ 粒子と酸化ジルコニウム粒子との複合体コロイド粒子 (A) を核としてその表面が、 0. 55〜55の≤ i 02/S b25のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカの複合コロ ィド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物 (B2) で被覆され、 且つ (B2) / (A) の重量比がそれら金属酸化物の重量比に基づいて 0. 01〜0. 50の割合であり、 そし て 4. 5〜60 nmの粒子径を有する変性された酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒 子との複合体コロイド粒子を含有するゾルである。
本発明のゾルを得る製造方法は、 核に用いる粒子が酸化第二スズである場合と、 酸化第 ニスズと酸化ジルコニウム複合体ゾルを用いる場合が有る。 前者はルチル型の結晶構造を 有し、 また、 それらゾルをコーティング組成物として基材に塗布し焼成したものは高い屈 折率 (塗膜から算出した屈折率が 1. 7〜1. 8) 及び優れた透明性を有する。 また、 後 者は、 前者の性能に加え、 酸化ジルコニウムを複合化することで優れた耐候 (光) 性能を 有する。
また、 上記のそれぞれのゾルは酸化第二スズをオートクレープ処理しない場合と、 ォー トクレーブ処理する場合がある。 後者は、 前者の優れた性能を有しつつ、 それらゾルをコ 一ティング組成物として基材に塗布し焼成した塗膜は高い屈折率 (塗膜から算出した屈折 率が 1. 8〜: 1. 9) を有する。
上記の変性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合コロイド粒子は、 電子顕微鏡に よって観察することができ、 ほぼ 4. 5〜60 nmの粒子怪を有する。 上記混合によって 得られたゾルは pHがほぼ 1〜9を有しているが、 改質のために用いたォキシジルコニゥ ム塩に由来する C I—、 N03—、 CH3C〇〇—などのァニオンを多く含有しているため に、 コロイド粒子はミクロ凝集を起こしており、 ゾルの透明性が低くなつている。
上記混合によって得られたゾル中のァニオンを (d) 工程の陰イオンを除去することに より、 pH3〜l l. 5で、 透明性の良い、 安定な変性された酸化第二スズ—酸化ジルコ ニゥム複合コロイド粒子のゾルを得ることができる。
( d ) 工程の陰ィォン除去は上記混合によつて得られたゾルを水酸基型陰ィォン交換樹 脂で 100で以下、 好ましくは室温 (20で) 〜 60で位の温度で処理することにより得 られる。 水酸基型陰イオン交換樹脂は市販品を用いることができるが、 アンバーライト 4 10のような強塩基型のものが好ましい。
(d) 工程の水酸基型陰イオン交換樹脂による処理は、 (c) 工程での混合によって得ら れたゾルの金属酸化物濃度が 1〜 10重量%で行うのが特に好ましい。
水熱処理 (ォ一トクレーブ処理) を施さない酸化第ニスズゾルを原料に用いる (a l〜 d 1) の製造方法、 (a 2〜d 2) の製造方法、 (a 5〜d 5) の製造方法及び (d 6〜d 6) の製造方法では、 それらの (c) 工程で 20〜 100での温度で 0. 1〜200時間 の熟成を行う事もできるが、 100〜300での水熱処理を 0. 1〜200時間施すこと も可能である。
また、 水熱処理 (オートクレープ処理) を施した酸化第ニスズゾルを原料に用いる (a 3 ~d 3) の製造方法、 (a4〜d4) の製造方法、 (a 7〜d 7) の製造方法及び ( a 8〜 d 8) の製造方法では、 それらの (c) 工程で 20〜 100での温度で 0. 1〜200時 間の熟成を行う事もできるが、 100〜30 Ot:の水熱処理を 0. 1〜200時間施すこ とも可能である。
本発明による変性された酸化第ニスズ水性ゾル、 及び変性された酸化第二スズ一酸化ジ ルコニゥムの好ましい水性複合ゾルは、 p H l . 5〜 1 1 . 5を有し、 この p Hが 1 1 . 5を越えると、 変性された酸化第二スズコロイド、 及び変性された酸化第二スズ—酸化ジ ルコニゥム複合コロイド粒子を覆っている S b 25コロィドが液中に溶解し易い。更に変性 された酸化第二スズコロイド、 及び変性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合コロ ィド粒子のゾル中の全金属酸化物の合計濃度が 6 0重量%を越えるときにも、 このような ゾルは不安定となり易い。 工業製品として好ましい濃度は 1 0 ~ 5 0重量%程度である。 本発明の変性金属酸化物ゾルは、 本発明の目的が達成される限り、 他の任意の成分を含 有することができる。 特にォキシカルボン酸類を全金属酸化物の合計量に対し約 3 0重 量%以下に含有させると分散性等の性能が更に改良されたコロイドが得られる。
本発明の変性金属酸化物ゾルにシランカツプリング剤又はそれらの加水分解物を混合し コーティング組成物とする場合、 シランカツプリング剤又はそれらの加水分解物の p Hが 弱酸性であるため、 ォキシカルボン酸を本発明の変性金属酸化物ゾルに添加し、 p Hをあ らかじめ下げることもできる。 その場合の変性金属酸化物ゾルの p Hは約 4〜 6である。 それによつて、 コ一ティング組成物中で変性金属酸化物粒子とシランカツプリング成分の 相性が向上し、 コーティング特性ゃコーティング組成物の保存安定性が向上する。
用いられるォキシカルボン酸の例としては、 乳酸、 酒石酸、 クェン酸、 ダルコン酸、 リ ンゴ酸、 グリコール酸等が挙げられる。 また、 アルカリ成分を含有する事ができ、 例えば、 L i、 N a , K、 R b、 C s等のアルカリ金属水酸化物、 NH 4、 ェチルァミン、 トリエヂ ルァミン、 イソプロピルァミン、 n—プロピルアミン等のアルキルアミン;ベンジルアミ ン等のァラルキルァミン; ピぺリジン等の脂環式ァミン;モノエタノールァミン、 トリェ タノ一ルァミン等のアルカノールァミンである。 これらは 2種以上を混合して含有するこ とができる。 また上記の酸性成分と併用することができる。 これらを全金属酸化物の合計 量に対し約 3 0重量%以下に含有させることができる。
ゾル濃度を更に高めたいときには、 最大約 5 0重量%まで常法、 例えば蒸発法、 限外濾 過法等により濃縮することができる。またこのゾルの p Hを調整したい時には、濃縮後に、 前記アルカリ金属、 有機塩基 (ァミン)、 ォキシカルボン酸等をゾルに加えることによって 行うことができる。 特に、 金属酸化物の合計濃度が 1 0 ~ 4 0重量%であるゾルは実用的 に好ましい。 濃縮法として限外濾過法を用いると、 ゾル中に共存しているポリア二オン、 極微小粒子等が水と一緒に限外濾過膜を通過するので、 ゾルの不安定化の原因であるこれ らポリア二オン、 極微小粒子等をゾルから除去することができる。
上記混合によって得られた変性された金属酸化物コロイドが水性ゾルであるときは、 こ の水性ゾルの水媒体を親水性有機溶媒で置換することによりオルガノゾルが得られる。 こ の置換は、 蒸留法、 限外濾過法等による通常の方法により行うことができる。 この親水性 有機溶媒の例としてはメチルアルコール、 エチルアルコール、 イソプロピルアルコール等 の低級アルコール;ジメチルホルムアミド、 N, N ' ージメチルァセトアミド等の直鎖ァ ミド類; N—メチル— 2—ピロリ ドン等の環状アミド類;ェチルセ口ソルブ、 エチレング リコール等のグリコール類等が挙げられる。
本発明のコーティング組成物に使用される (S ) 成分中の一般式 (1 )、
(R ) a ( R ) b S i (O R ) 4( a + b ) ( I )
においては、 R と R が同一の有機基又は異なる有機基である場合や、 aと bが同一の整 数又は異なる整数である場合の有機ケィ素化合物を含む。 上記 (A) 成分中の一般式 (I ) で示される有機ケィ素化合物は、 例えば、 テトラメトキシシラン、 テトラエトキシシラン、 テトラ n—プロボキシシラン、テトライソプロボキシシラン、テトラ n—ブトキシシラン、 テトラァセトキシシラン、 メチルトリメトキシシラン、 メチルトリプロボキシシラン、 メ チルトリァセチキシシラン、 メチルトリブトキシシラン、 メチル卜リプロボキシシラン、 メチルトリアミ口キシシラン、 メチルトリフエノキシシラン、 メチルトリベンジルォキシ シラン、 メチルトリフエネチルォキシシラン、 グリシドキシメチルトリメトキシシラン、 ダリシドキシメチルトリエトキシシラン、 α—ダリシドキシェチルトリメトキシシラン、 α—ダリシドキシェチルトリエトキシシラン、 jS—グリシドキシェチルトリメトキシシラ ン、 )3—グリシドキシェチルトリエトキシシラン、 α—グリシドキシプロビルトリメトキ シシラン、 α—グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、 /3—グリシドキシプロビルト リメトキシシラン、 ]3—グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、 ァ一グリシドキシプ 口ビルトリメトキシシラン、 ァ一グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、 ァ一グリシ ドキシプロピル卜リプロボキシシラン、 ァ—グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、 r一グリシドキシプロピルトリフエノキシシラン、 α—グリシドキシブチルトリメトキシ シラン、 a グリシドキシブチル卜リエトキシシラン、 /3—グリシドキシブチルトリエト キシシラン、 ァ―グリシドキシプチルトリメトキシシラン、 ァ―グリシドキシブチルトリ エトキシシラン、 δ—グリシドキシブチルトリメトキシシラン、 <5—グリシドキシプチル トリエトキシシラン、(3, 4 エポキシシクロへキシル)メチルトリメトキシシラン、(3 , 4一エポキシシクロへキシル) メチルトリエトキシシラン、 ]3— ( 3, 4 _エポキシシク 口へキシル) ェチルトリメトキシシラン、 β— ( 3 , 4—エポキシシクロへキシル) ェチ ルトリエトキシシラン、 )3— ( 3, 4—エポキシシクロへキシル) ェチルトリプロポキシ シラン、 β— ( 3, 4—エポキシシクロへキシル) ェチルトリブトキシシラン、 β— ( 3, 4一エポキシシクロへキシル) ェチルトリフエノキシシラン、 了一 ( 3, 4—エポキシシ クロへキシル) プロビルトリメトキシシラン、 ァ一 (3 , 4—エポキシシクロへキシル) プロピルトリエトキシシラン、 δ— ( 3, 4—エポキシシクロへキシル) ブチルトリメト キシシラン、 δ— ( 3 , 4—エポキシシクロへキシル) ブチルトリエトキシシラン、 グリ シドキシメチルメチルジメトキシシラン、 グリシドキシメチルメチルジェトキシシラン、 a—グリシドキシェチルメチルジメトキシシラン、 a—グリシドキシェチルメチルジェト キシシラン、 /3—グリシドキシェチルメチルジメ卜キシシラン、 /3—グリシドキシェチル ェチルジメトキシシラン、 a グリシドキシプロピルメチルジメ卜キシシラン、 a グリ シドキシプロピルメチルジェトキシシラン、 /3—グリシドキシプロピルメチルジメトキシ シラン、 /3—グリシドキシプロピルェチルジメトキシシラン、 ァ一グリシドキシプロピル メチルジメトキシシラン、 ァーグリシドキシプロピルメチルジェトキシシラン、 ァーグリ シドキシプロピルメチルジプロボキシシラン、 ァ一ダリシドキシプロピルメチルジブトキ シシラン、 ァ一グリシドキシプロピルメチルジフエノキシシラン、 r—グリシドキシプロ ピルェチルジメトキシシラン、 τーグリシドキシプロピルェチルジェトキシシラン、 τ— グリシドキシプロピルビニルジメトキシシラン、 ァーグリシドキシプロピルビニルジェト キシシラン、 ェチルトリメトキシシラン、 ェチ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、 ビニルトリァセトキシシラン、 フエニルトリメト キシシラン、 フエニルトリエトキシシラン、 フエニルトリァセトキシシラン、 アークロロ プロビルトリメトキシシラン、 アークロロプロピルトリエトキシシラン、 ァ一クロ口プロ ピル卜リアセトキシシラン、 3、 3、 3—トリフロロプロピル卜リメトキシシラン、 τ— メ夕クリルォキシプロビルトリメトキシシラン、 τ—メルカプトプロビルトリメトキシシ ラン、 ァ一メルカプトプロピル卜リエトキシシラン、 /3—シァノエチルトリエトキシシラ ン、 クロロメチルトリメトキシシラン、 クロロメチルトリエトキシシラン、 N— ( β—ァ ミノェチル) ァ一ァミノプロビルトリメトキシシラン、 Ν— ( )3—アミノエチル) ァーァ ミノプロピルメチルジメトキシシラン、 rーァミノプロピルメチルジメトキシシラン、 N - ( )3 _アミノエチル) アーァミノプロピルトリエトキシシラン、 N— ( /3—アミノエチ ル) ァ―ァミノプロピルメチルジェトキシシラン、 ジメチルジメトキシシラン、 フエニル メチルジメトキシシラン、 ジメチルジェトキシシラン、 フエ二ルメチルジェトキシシラン、 ァ一クロ口プロピルメチルジメトキシシラン、 アークロロプロピルメチルジェトキシシラ ン、 ジメチルジァセトキシシラン、 r一メ夕クリルォキシプロピルメチルジメトキシシラ ン、 ァ一メタクリルォキシプロピルメチルジェトキシシラン、 ァーメルカプトプロピルメ チルジメトキシシラン、 ァ一メルカプトメチルジェトキシシラン、 メチルビ二ルジメトキ シシラン、 メチルビ二ルジェトキシシラン等が挙げられ、 これらを単独で又は 2種以上組 み合わせて使用することが出来る。
また、 本発明のコーティング組成物に使用される (S ) 成分中の一般式 (I ) の有機ケ ィ素化合物の加水分解物は、 上記一般式 ( I ) の有機ケィ素化合物が加水分解される事に より、 上記 R 2の一部又は全部が水素原子に置換された化合物となる。 これらの一般式(I ) の有機ケィ素化合物の加水分解物は、 単独で又は 2種以上組み合わせて使用する事が出来 る。 加水分解は、 上記の有機ケィ素化合物中に、 塩酸水溶液、 硫酸水溶液、 酢酸水溶液等 の酸性水溶液を添加し攪拌することにより行われる。
本発明のコーティング組成物に使用される (S ) 成分中の一般式 ( 1 1 )、
〔(R ) C S i (O X) 3c2 Y ( I I ) で表される有機ケィ素化合物は、 例えば、 メチレンビスメチルジメトキシシラン、 ェチレ ンビスェチルジメトキシシラン、 プロピレンビスェチルジェトキシシラン、 ブチレンビス メチルジェトキシシラン等が挙げられる。 これらを単独で又は 2種以上組み合わせて使用 することが出来る。
また、 本発明のコーティング組成物に使用される (S ) 成分中の一般式 ( I I ) の有機 ケィ素化合物の加水分解物は、 上記一般式 (I I ) の有機ケィ素化合物が加水分解される 事により、 上記 Xの一部又は全部が水素原子に置換された化合物となる。 これらの一般式 ( I I ) の有機ケィ素化合物の加水分解物は、 単独で又は 2種以上組み合わせて使用する ことが出来る。 加水分解は、 上記の有機ケィ素化合物中に、 塩酸水溶液、 硫酸水溶液、 酢 酸水溶液等の酸性水溶液を添加し攪拌することにより行われる。
本発明のコーティング組成物に使用される (S ) 成分は、 一般式 ( I ) 及び一般式 ( I I ) で表される有機ケィ素化合物、 並びにその加水分解物から成る群より選ばれた少なく とも 1種のケィ素含有物質である。
本発明のコーティング組成物に使用される (S ) 成分は、 好ましくは一般式 (I ) で表 される有機ケィ素化合物、 及びその加水分解物から成る群より選ばれた少なくとも 1種の ケィ素含有物質である。 特に、 R 1及び R 3のいずれか一方がエポキシ基を有する有機基で あり、 R 2がアルキル基であり、 且つ a及び bがそれぞれ 0又は 1であり、 3 + が1又は 2の条件を満たす一般式 ( I ) の有機ケィ素化合物及びその加水分解物が好ましい。 その 好ましい有機ケィ素化合物の例としては、 グリシドキシメチルトリメトキシシラン、 ダリ シドキシメチルトリエトキシシラン、 α—グリシドキシェチル卜リメトキシシラン、 a— ダリシドキシェチルトリエトキシシラン、 ]3—ダリシドキシェチルトリメ卜キシシラン、 )3—グリシドキシェチルトリエトキシシラン、 a—ダリシドキシプロピルトリメトキシシ ラン、 a—グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、 |8—グリシドキシプロビルトリメ トキシシラン、 /3—グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、 ァ一グリシドキシプロピ ルトリメトキシシラン、 ァ一グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、 ァ一グリシドキ シプロピルトリプロボキシシラン、 ァーグリシドキシプロピルトリブトキシシラン、 r— グリシドキシプロピルトリフエノキシシラン、 a—グリシドキシブチル卜リメトキシシラ ン、 a—グリシドキシブチルトリエトキシシラン、 )3—グリシドキシブチルトリエトキシ シラン、 ァーグリシドキシプチルトリメトキシシラン、 アーグリシドキシブチルトリエト キシシラン、 δ—グリシドキシプチルトリメトキシシラン、 δ—グリシドキシブチルトリ エトキシシラン、 グリシドキシメチルメチルジメ卜キシシラン、 グリシドキシメチルメチ ルジェトキシシラン、 α—グリシドキシェチルメチルジメトキシシラン、 α—グリシドキ シェチルメチルジェトキシシラン、 /3—グリシドキシェチルメチルジメトキシシラン、 β —グリシドキシェチルェチルジメトキシシラン、 α—グリシドキシプロピルメチルジメ卜 キシシラン、 α—グリシドキシプロピルメチルジェトキシシラン、 )3—グリシドキシプロ ピルメチルジメトキシシラン、 /3—グリシドキシプロピルェチルジメトキシシラン、 τ— ダリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、 ァーグリシドキシプロピルメチルジェト キシシラン、 ァーグリシドキシプロピルメチルジプロボキシシラン、 "Τーグリシドキシプ 口ピルメチルジブトキシシラン、 ァ一グリシドキシプロピルメチルジフエノキシシラン、 Τ—グリシドキシプロピルェチルジメ卜キシシラン、 ァ―グリシドキシプロピルェチルジ エトキシシラン、 ァーグリシドキシプロピルビニルジメトキシシラン、 ァ―グリシドキシ プロピルビニルジェトキシシランである。
更に、 好ましくはァーグリシドキシプロビルトリメトキシシラン、 ァーグリシドキシプ 口ピルメチルジェトキシシラン、 ァ一グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン及び これらの加水分解物であり、 これらを単独で又は混合物として使用する事が出来る。また、 7—グリシドキシプロビルトリメトキシシラン、 了一グリシドキシプロピルメチルジェト キシシラン、 ァ—グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン又はこれらの加水分解物 は、 更に、 一般式 (I ) において a + b = 0に相当する 4官能の化合物を併用する事が出 来る。 4官能に相当する化合物の例としては、 テトラメトキシシラン、 テトラエトキシシ ラン、 テトライソプロボキシシラン、 テ卜ラ n—プロポキシシラン、 テトラ n—ブトキシ シラン、 テトラ tert-ブトキシシラン、 テトラ sec-ブトキシシラン等が挙げられる。
本発明のコーティング組成物の (T 1) 成分及び (T2) 成分に用いられる変性された 金属酸化物粒子は、 上記 1〜上記 6に記載の変性ゾルを使用することができる。
本発明のコーティング組成物は、 (S) 成分 100重量部に対して、 (T 1) 成分又は (T 2) 成分を好ましくは 1〜 500重量部、 特に好ましくは 50〜 250重量部の割合で配 合させるものである。 即ち、 (S) 成分:有機ケィ素化合物 100重量部に対して、 (T 1) 成分:酸化第二スズ粒子または酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複合体粒子 であり、 これらの酸化物が重量に基づいて Z r〇2: S n02として 0 : 1〜0. 50 : 1 の割合と 4〜 50 nmの粒子径を有するコロイド粒子 (A) を核としてその表面が、 0. 02〜4. 00の MZS b 205のモル比 (ただし Mはァミン分子を示す。) を有するアルキ ルァミン含有 S b25コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物 (B 1) で被 覆され、 且つ (B l) Z (A) の重量比がそれら金属酸化物の重量比に基づいて 0. 0 1 〜0. 50の割合であり、 そして 4. 5〜60 nmの粒子径を有する変性された金属酸化 物粒子を 1〜 500重量部を含有する事が適切である。 変性された金属酸化物ゾルが、 1 重量部未満では硬化膜の屈折率が低くなり、基材への応用範囲が著しく限定される。また、 500重量部を越えると硬化膜と基板との間にクラック等が生じやすくなり、 さらに透明 性の低下をきたす可能性が大きくなるためである。
本発明のコーティング組成物は、 (S) 成分 100重量部に対して、 (T 1) 成分又は (T 2 ) 成分を好ましくは 1〜 500重量部、 特に好ましくは 50〜 250重量部の割合で配 合させるものである。 即ち、 (S) 成分:有機ケィ素化合物 1 00重量部に対して、 (T2) 成分:酸化第二スズ粒子または酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複合体粒子 であり、 これらの酸化物が重量に基づいて Z r〇2: S n〇2として 0 : 1〜0. 50 : 1 の割合と 4〜 50 nmの粒子径を有するコロイド粒子 (A) を核として、 その表面が 0. 55〜55の S i 02ZS b 25のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカの複合コロ ィド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物 (B 2) で被覆され、 且つ (B 2) / (A) の重量比がそれら金属酸化物の重量比に基づいて 0. 0 1~0. 50の割合であり、 そし て 4. 5〜60 nmの粒子径を有する変性された金属酸化物粒子を、 1〜500重量部を 含有する事が適切である。 変性された金属酸化物ゾルが、 1重量部未満では硬化膜の屈折 率が低くなり、 基材への応用範囲が著しく限定される。 また、 5 0 0重量部を越えると硬 化膜と基板との間にクラック等が生じやすくなり、 さらに透明性の低下をきたす可能性が 大きくなるためである。
本発明のコーティング組成物には、 反応を促進するために硬化剤を、 種々の基板となる レンズとの屈折率を合わせるために微粒子状金属酸化物を、 また、 塗布時におけるぬれ性 を向上させ、 硬化膜の平滑性を向上させる目的で各種の界面活性剤を含有させることがで きる。 さらに、 紫外線吸収剤、 酸化防止剤等も硬化膜の物性に影響を与えない限り添加す ることが可能である。
前記硬化剤の例としては、 ァリルァミン、 ェチルァミン等のアミン類、 またルイス酸や ルイス塩基を含む各種酸や塩基、 例えば有機カルボン酸、 クロム酸、 次亜塩素酸、 ほう酸、 過塩素酸、 臭素酸、 亜セレン酸、 チォ硫酸、 オルトゲイ酸、 チォシアン酸、 亜硝酸、 アル ミン酸、 炭酸などを有する塩または金属塩、 さらにアルミニウム、 ジルコニウム、 チタ二 ゥムを有する金属アルコキシドまたはこれらの金属キレート化合物があげられる。
また、 前記微粒子状金属酸化物としては、 酸化アルミニウム、 酸化チタン、 酸化アンチ モン、 酸化ジルコニウム、 酸化ケィ素、 酸化セリウムなどの微粒子が挙げられる。
本発明のコ一ティング組成物は基材状に塗布硬化して硬化膜とすることができる。 コー ティング組成物の硬化は、 熱風乾燥または活性エネルギー線照射によって行い、 硬化条件 としては、 7 0〜2 0 0 の熱風中で行うことがよく、 特に好ましくは 9 0 ~ 1 5 0でが 好ましい。 なお、 活性エネルギー線としては遠赤外線があり、 熱による損傷を低く抑える ことができる。
本発明のコ一ティング組成物は基材上に塗布硬化して硬化膜とすることができる。 そし て、 本発明では、 更に上記コーティング組成物からなる硬化膜、 衝撃吸収膜、 及び反射防 止膜を積層した膜を表面に有する光学部材を得ることができる。
本発明のコーティング組成物よりなる硬化膜を基材上に形成する方法としては、 上述し たコーティング組成物を基材に塗布する方法があげられる。 塗布手段としてはディッピン グ法、 スピン法、 スプレー法等通常行われる方法が適用できるが、 面積度の面からデイツ ビング法、 スピン法が特に好ましい。
さらに上述したコーティング組成物を基材に塗布する前に、 酸、 アルカリ、 各種有機溶 媒による化学処理、 プラズマ、 紫外線等による物理的処理、 各種洗剤を用いる洗剤処理、 さらには、 各種樹脂を用いたプライマ一処理を用いることによって基材と硬化膜との密着 性等を向上させることができる。
上記プライマー用各種樹脂に屈折率調整剤として (T 1 ) 成分及び (T 2 ) 成分に記載 の変性された金属酸化物粒子を添加することも可能である。
また、 本発明のコーティング組成物からなる、 硬化膜の上に設けられる無機酸化物の蒸 着膜からなる反射防止膜は、 特に限定されず、 従来より知られている無機酸化物の蒸着膜 からなる単層、 多層の反射防止膜を使用できる。 その反射防止膜の例としては、 例えば特 開平 2— 2 6 2 1 0 4号公報、 特開昭 5 6— 1 1 6 0 0 3号公報に開示されている反射防 止膜などがあげられる。
衝撃吸収膜は耐衝撃性を向上させる。 この衝撃吸収膜はポリアクリル酸系樹脂、 ポリ酢 酸ビニル系樹脂、 ポリビニルアルコール系樹脂等で構成される。
また、 本発明のコーティング組成物よりなる硬化膜は高屈折率膜として反射膜に使用で き、 さらに、 防曇、 フォトクロミック、 防汚等の機能成分を加えることにより、 多機能膜 として使用することもできる。
本発明のコーティング組成物よりなる硬化膜を有する光学部材は、 眼鏡レンズのほか、 カメラ用レンズ、 自動車の窓ガラス、 液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどに付 設する光学フィルターなどに使用することができる。 実施例
核ゾルの調製
A— 1一 1 酸化第ニスズゾルの製造
35%塩酸 41 kgと純水 1 10 kgを 0. 5 m3のガラスライニング製反応槽 (内面が ガラス被覆してある反応槽) にとり、 攪拌しながらこれを 70でまで加温した後、 冷却し ながら 35%過酸化水素水 185 k gと金属スズ粉末 (山石金属製、 AT— SnNO20 0N、 31 02として99. 7%を含有する。) 90 k gの添加を交互に 18回分割して行 つた。 過酸化水素水と金属スズの添加は始めに 35%過酸化水素水 10 kgを、 次いで金 属スズを 5 k gを徐々に加え、 反応が終了するのを待って (10〜15分) 過酸化水素と 金属スズの添加を繰り返す方法で行った。 反応は反応熱のため金属スズの添加により 90 〜95 になった。 したがって反応温度は 70〜95でであった。 過酸化水素と金属スズ の比は H22ZS nモル比は 2. 5であった。 過酸化水素水と金属スズの添加に要した時 間は 4. 5時間であった。 添加終了後、 液温を 90〜95でに保ちながら 0. 5時間熟成 を行った。 反応時の S n/C 1当量比は 1. 92であった。
熟成終了後、 攪拌を止め冷却し、 ー晚静置した。 静置により、 酸化スズコロイド凝集体 は沈降し、 上澄み層と沈降層に 2層分離した。 上澄み液は透明でほとんどコロイド色を呈 していなかった。上澄み液を傾斜法にて除去した。上澄み液の重量は 205 k gであった。 残った酸化スズコロイド凝集体スラリーに水 125 k gを添加し、 3 Ot:で 4時間攪拌す ることにより酸化スズコロイド凝集体は解膠し、 酸化スズゾルとなった。
得られた酸化スズゾルは 340 k gであった。 このゾルは淡黄色な透明性のあるゾルで あった。 酸化スズコロイドの粒子径は電子顕微鏡では 10 nm以下であった。 なお、 室温 1年以上放置しても安定であった。
この淡黄色の酸化第ニスズゾル 322 k gを水 21 18 k gに分散させた後、 これにィ ソプロピルァミン 2. 42 kgを加え、 80〜 85でで 3時間加熱熟成を行った。冷却後、 この液を水酸基型陰ィォン交換樹脂充填の力ラムに通すことにより、 アルカリ性の酸化第 二水性ゾル 2175 kgを得た。 このゾルは、 安定であり、 コロイド色を呈しているが、 透明性が非常に高く、 比重 1. 032、 pHl 0. 01、 Sn〇2含量 4. 14重量%、 ィ ソプロピルアミン含量 0. 1 1重量%であった。
A— 1一 2 酸化第ニスズゾルの製造
しゅう酸((COOH) 2 - 2H20) 37. 5 k gを純水 220 k gに溶解し、 これを 0. 5m3のガラスライニング製反応槽 (内面がガラス被覆してある反応槽) にとり、 攪拌下し ながら 7 まで加温した後、 35 %過酸化水素水 150 kgと金属スズ粉末 (山石金属 製、 AT— SnNO200 N、 Sn〇2として 99. 7%を含有する。) 75 kgを添加し た。 過酸化水素水と金属スズの添加は交互に 15回分割で行った。 始めに 35%過酸化水 素水 10 kgを、 次いで金属スズ 5 k gを添加した。 反応が終了するのを待って (10〜 15分) この操作を繰り返した。
添加に要した時間は 2. 5時間で添加終了後、 液温を 90でに保ちながら 1時間加熱し 反応を終了させた。過酸化水素と金属スズの比は H 202/S nモル比は 2. 44であった。 得られた酸化スズゾルの収量は 352 kgで比重が 1. 22、 pH 1. 49、 Sn〇2は 2 6. 1重量%、 仕込みからのしゅう酸濃度 7. 6重量%、 (COOH) 2/Sn〇2モル比は 0. 47であった。 得られたゾルはチクソ性を有するが塩酸水溶液を使用したときよりチ クソ性が小さいものであった。
酸化スズコロイドの粒子径は電子顕微鏡では 10〜 15 nmで球状の分散性の良い粒子 であった。 このゾルは放置によりやや増粘傾向を示したが、 室温 6ヶ月放置ではゲル化は みとめられず安定であった。
この淡黄色の酸化第ニスズゾル 230 k gを水 1 100 k gに分散させた後、 これにィ ソプロピルアミン 3. 0 kgを加え、 ついで、 この液を水酸基型陰イオン交換樹脂充填の カラムに通すことにより、 アルカリ性とした後、 このゾルを 90でで加熱熟成し、 再度陰 イオン交換樹脂を充填したカラムを通すことでアル力リ性の酸化第二スズ水性ゾルを 14 31 k g得た。 得られたゾルは安定で透明性が非常に高く、 比重 1. 034、 H 11. 33、 Sn〇2含量 4. 04重量%、 イソプロピルアミン含量 0. 21重量%の酸化第ニス ズゾルであった。
A- 1 - 3 オートクレープ処理による酸化第ニスズゾルの製造
A— 1一 1で得られたアルカリ性の酸化第二スズ水性ゾルを 2300 gをオートクレー ブにて 140 Xで 5時間加熱熟成を行った。
A- 1 -4 オートクレープ処理による酸化第ニスズゾルの製造
A- 1—2で得られたアルカリ性酸化第ニスズゾル 800 kgをォ一トクレーブにて 1 40 で 5時間加熱熟成を行った。
A— 1— 5 ォ一トクレーブ処理による酸化第ニスズゾルの製造
A- 1—2で得られたアルカリ性酸化第ニスズゾル 600 k gをォ一トクレーブにて 2 40でで 5時間加熱熟成を行つた。
B. 被覆物の調製
B— 1— 1 アルカリ成分含有五酸化アンチモンコロイドの調製
500ミリリットルの 4つ口フラスコに三酸化アンチモン (広東三国製、 Sb23とし て 99. 5 %を含有する。) を 52. 6 g、純水 444 gおよびジイソプロピルアミン 40. 2 gを添加し、 スターラー攪拌下で 70でに昇温後、 35%過酸化水素水を 53 g徐々に 添加した。 反応終了後、 ガラス濾紙 (ADVANTEC製、 GA— 100) にて濾過した。 得られたアルカリ成分含有五酸化アンチモンコロイド及びそのオリゴマーを含有する水性 媒体は、 濃度が S b 205として 9. 8重量%、 ジイソプロピルァミンとして 6. 8重量%、 ジイソプロピルァミン/ S b 205のモル比は 2. 2、 透過型電子顕微鏡による観測で 10 n m以下の粒子が見られた。
B- 1 -2 アルカリ成分含有五酸化ァンチモンコロイドの調製
100リツトルのベッセルに三酸化アンチモン(広東三国製、 S b203として 99. 5% を含有する。) を 12. 5 kg、 純水 66. 0 k gおよび水酸化カリウム (KOHとして 9 5%を含有する。) 12. 5 kgを添加し、 攪拌下で、 35%過酸化水素を 8. 4 k g徐々 に添加した。 得られたアンチモン酸カリウム水溶液は S b25として 15. 25重量%、 水酸化カリウムとして 5. 36重量%、 K2OZS b25のモル比は 1. 0であった。 得られたアンチモン酸カリウムの水溶液を 2. 5重量%に希釈し、 水素型陽イオン交換 樹脂を充填したカラムに通液した。 イオン交換後のアンチモン酸の溶液にジイソプロピル アミンを攪拌下で 6. 6 kg添加し、 アルカリ成分含有五酸化アンチモンコロイド及びそ のオリゴマーを含有する水性媒体を得た。 濃度は S b25として 1. 8重量%、 ジイソプ 口ピルァミンとして 1. 2重量%、 ジイソプロピルアミン/ S b25のモル比は 1. 69、 透過型電子顕微鏡による観測で 10 nm以下の粒子が見られた。
B-2- 1 五酸化アンチモン—シリカ複合コロイドの調製
ゲイ酸カリウム水溶液 (S i 02として 15. 4重量%含有) 546 gを純水 542 gに て希釈を行った後、攪拌下にアンチモン酸カリウム水溶液(31325として14. 6重量% 含有) を混合して 1時間攪拌を続け、 ケィ酸カリウムとアンチモン酸カリウムの混合水溶 液を得た。
得られたケィ酸力リゥムとアンチモン酸カリゥムの混合水溶液を 5重量%になるように 純水で希釈した後、 カチオン型イオン交換樹脂を充填したカラムに通液することで五酸化 アンチモン一シリカの複合コロイド及びそのオリゴマーを含有する水性媒体を得た。 得られた複合コロイドは無色透明であり、 pHl. 8であり、 透過型電子顕微鏡による 観測で 5 n m以下の粒子が見られた。
(変性された金属酸化物ゾルの製造例 1 ) (a) 工程:粒子径 10 nm以下、 4. 14重量%の S n〇2濃度を有するアルカリ性の酸 化第二スズ水性ゾル (A— 1一 1) を得た。
(b)工程: A— 1一 1で得た水性ゾル 1207. 7 g (S n 02として 50 gを含有する。) に B— 1— 1で調製したァミン成分含有五酸化アンチモンコロイド及びそのオリゴマーを 含有する水性媒体 51. 0 gを攪拌下で添加し、 その金属酸化物に換算した (B— 1一 1) / (A- 1- 1) の重量割合で 0. 1に混合した。
(c) 工程: (b) 工程で得られた水性媒体を 90でで 3時間加熱熟成した。
得られた変性された酸化第二スズ水性ゾル (希薄液) を分画分子量 5万の限外ろ過膜の 濾過装置により室温で濃縮し、 高濃度の変性された酸化第二スズ水性ゾルを 270 g得た。 このゾルは比重 1. 220、 pH7. 90、 粘度 2. 3 c. p.、 金属酸化物に換算した濃 度は 20. 3重量%で安定であった。
上記高濃度の変性された酸化第二スズ水性ゾル 246 gを口一タリ一エバポレー夕一に て減圧下、 液温 3 Ot:以下でメタノール 9リツトルを少しずつ加えながら水を留去するこ とにより、 水性ゾルの水をメタノールで置換した変性された酸化第二スズメタノールゾル 159 gを得た。 このゾルは比重 1. 092、 pH7. 70 (水との等重量混合物)、 粘度 2. 3 c. p.、 金属酸化物に換算した濃度は 30. 5重量%、 水分 65重量%, 電子 顕微鏡観察による粒子径は 5〜 15 nmであった。 このゾルはコロイド色を呈し、 透明性 が高く、 室温で 3力月放置後も沈降物の生成、 白濁、 増粘等の異常は認められず安定であ つた。 またこのゾルの乾燥物の屈折率は 1. 76であった。
(変性された金属酸化物ゾルの製造例 2 )
金属酸化物に換算した (B) / (A) の重量割合が 0. 1に混合される様に、 製造例 1 の B— 1一 1成分のアルカリ成分含有五酸化アンチモンコロイド及びそのオリゴマーを含 有する水性媒体 51 gを、 B— 1— 2成分のアルカリ成分含有五酸化アンチモンコロイド 及びそのオリゴマーを含有する水性媒体 277. 8 gに変更した以外は製造例 1と同様に 行った。
得られた変性された高濃度の酸化第二スズ水性ゾルは比重 1. 218、 pH8. 80、 粘度 2. 8 c. p.、 金属酸化物に換算した濃度は 20. 4重量%で安定であった。
上記の高濃度の変性された酸化第二スズ水性ゾル 245 gをロータリーエバポレー夕一に て減圧下、 液温 30で以下でメタノール 10リットルを少しずつ加えながら水を留去する ことにより、 水性ゾルの水をメタノールで置換した変性された酸化第二スズメ夕ノールゾ ル 162 gを得た。 このゾルは比重 1. 093、 pH8. 34 (水との等重量混合物)、 粘 度 1. 8 c. p.、 金属酸化物に換算した濃度は 30. 5重量%、 水分 0. 81重量%、 電 子顕微鏡観察による粒子径は 5〜 15 nmであった。 このゾルはコロイド色を呈し、 透明 性が高く、 室温で 3力月放置後も沈降物の生成、 白濁、 増粘等の異常は認められず安定で あった。 またこのゾルの乾燥物の屈折率は 1. 76であった。
(変性された金属酸化物ゾルの製造例 3 )
金属酸化物に換算した (B) / (A) の重量割合が 0. 1に混合される様に、 製造例 1 の A— 1— 1成分の酸化第二スズコロイドを A— 1— 3成分の酸化第二スズコロイ ド 12 07. 7 gに、 B— 1— 1成分のアルカリ成分含有五酸化アンチモンコロイド及びそのォ リゴマーを含有する水性媒体を、 B— 1—2成分のアルカリ成分含有五酸化アンチモンコ ロイド及びそのオリゴマーを含有する水性媒体 277. 8 gに変更した以外は製造例 1と 同様に行った。
得られた変性された高濃度の酸化第二スズ水性ゾルは比重 1. 220、 pH8. 51、 粘度 2. 4 c. p.、 金属酸化物に換算した濃度は 21. 2重量%で安定であった。
上記の高濃度の変性された酸化第二スズ水性ゾル 236 gをロータリーエバポレーター にて減圧下、 液温 30で以下でメタノール 8リットルを少しずつ加えながら水を留去する ことにより、 水性ゾルの水をメタノールで置換した変性された酸化第二スズメ夕ノールゾ ル 1 60 gを得た。 このゾルは比重 1. 092、 pH8. 0 (水との等重量混合物)、 粘度 1. 2 c p.、 金属酸化物に換算した濃度は 30. 5重量%、 水分 75量%、 電子顕 微鏡観察による粒子径は 5〜 1 5 nmであった。 このゾルはコロイド色を呈し、 透明性が 高く、 室温で 3力月放置後も沈降物の生成、 白濁、 増粘等の異常は認められず安定であつ た。 またこのゾルの乾燥物の屈折率は 1. 87であった。
(変性された金属酸化物ゾルの製造例 4)
金属酸化物に換算した (B) / (A) の重量割合が 0. 1に混合される様に、 製造例 1 の A— 1— 1成分の酸化第二スズコロイドを A— 1一 3成分の酸化第二スズコロイド 1 2 37. 7 gに、 B— 1 _ 1成分のアルカリ成分含有五酸化アンチモンコロイド及びそのォ リゴマーを含有する水性媒体を、 B— 1— 2成分のアルカリ成分含有五酸化アンチモンコ ロイド及びそのオリゴマーを含有する水性媒体 27 7. 8 gに変更した以外は製造例 1と 同様に行った。
得られた変性された高濃度の酸化第二スズ水性ゾルは比重 1· 226、 pH7. 92、 粘度 3. 1 c p.、 金属酸化物に換算した濃度は 22. 0重量%で安定であった。
上記の高濃度の変性された酸化第二スズ水性ゾル 227 gを口一タリーエバポレー夕一 にて減圧下、 液温 30で以下でメタノール 9リットルを少しずつ加えながら水を留去する ことにより、 水性ゾルの水をメタノールで置換した変性された酸化第二スズメ夕ノールゾ ル 1 60 gを得た。 このゾルは比重 1. 084、 pH8. 0 (水との等重量混合物)、 粘度 1. 1 c . 金属酸化物に換算した濃度は 30. 5重量%、 水分 0. 68重量%、 電子顕 微鏡観察による粒子径は 10〜 1 5 nmであった。 このゾルはコロイド色を呈し、 透明性 が高く、 室温で 3力月放置後も沈降物の生成、 白濁、 増粘等の異常は認められず安定であ つた。 またこのゾルの乾燥物の屈折率は 1. 92であった。
(変性された金属酸化物ゾルの製造例 5 )
(a) 工程:ォキシ塩化ジルコニウム (Z r〇C l 2 * 8H20) を純水で溶解したォキシ 塩化ジルコニウム水溶液 (Z r〇2に換算して 1 7. 68重量%を含有する。) 9. 16 k g (21"〇2に換算して1. 62 k gを含有する。) に純水を攪拌下に 500 kg添加、 さ らに 35%塩酸 0. 40 k g添加し、 ついで A— 1— 2で作成したアルカリ性酸化第ニス ズ水性ゾルを 270 k g (S n02として 10. 8 k gを含有する。) 添加し、 攪袢を 10分 間続行した。 混合液は Z r〇2ZS n02重量比 0. 1 5、 でコロイド色を呈する透明性の 良好なゾルであった。 調製した混合液を攪拌下に、 95でで 5時間加熱処理を行い、 酸化 第二スズ一酸化ジルコニウム複合体ゾルを 779. 2 kgを得た。 このゾルは S n〇2とし て 1. 38重量%、 Z r〇2として 0. 2 1重量%、 S n02 + Z r 02として 1. 59重量% であった。
(b) 工程: B— 1— 2で得られたァミン含有五酸化アンチモンのコロイド及びそのオリ ゴマーを含有する水性媒体 68. 83 k g (S b 205に換算して 1. 24 kgを含有する。) に、 攪拌下に (a) 工程で得られた酸化第二スズ—酸化ジルコニウムの複合体ゾル 779. 2 k gを、 S b 205ノ (S n〇2 + Z r〇2) =0. 1の割合で徐々に添加混合した。
(c) 工程: (b) 工程で得られた水性媒体を 20〜30でで 1時間の攪拌を行った。
(d) 工程: (c) 工程で得られた混合ゾル様スラリーを水酸基型陰イオン交換樹脂が充填 されたカラムに通液することにより、 ゾル中に含まれる陰イオン (C 1— ) を除去した。 つ いで 90〜9 5でで 2〜 3時間加熱熟成することで変成された酸化第二スズ一酸化ジルコ ニゥム複合体ゾルを得たこのゾルは比重 1. 0 1 1、 粘度 2. 9 c. ρ·、 ρΗ 1 0. 58 で透明性の良好なゾルであった。
得られた変成された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾル (希薄液) を分画 分子量 1 0万の限外ろ過膜のろ過装置により濃縮し、 高濃度の変成された酸化第二スズー 酸化ジルコニウム複合体の水性ゾルを 64. 7 k gを得た。 このゾルは比重 1. 233、 粘度 4. 8 c. p.、 pH9. 75、 全金属酸化物濃度 22. 1重量%で安定であった。 上記高濃度の変成された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体の水性ゾル 50 k gを ロータリ一エバポレ一夕一にて減圧下、 液温 30で以下でメタノール 1200 k gを徐々 に加えながら水を留去することにより水性ゾルをメタノールで置換した変性された酸化第 ニスズ—酸化ジルコニウム複合体のメタノールゾル 30. 8 kgを得た。 このゾルをろ過 し濃度調整することで得られた変性された酸化第二スズ—酸化ジルコニウム複合体のメタ ノールゾルは電子顕微鏡観察による粒子径は 12 nmであり、 比重 086、 粘度 3. 2 c p.、 pH8. 81 (水との等重量混合物)、 金属酸化物に換算した濃度は 30. 4 重量%、 水分 0. 37重量%であった。 このゾルはコロイド色を呈し、 透明性が高く、 室 温で 3ヶ月放置後も沈降物の生成、 白濁、 増粘等の異常は認められず安定であった。 また、 このゾルの屈折率は 1. 87であった。
(変性された金属酸化物ゾルの製造例 6 )
(a) 工程:ォキシ塩化ジルコニウム (Z r OC 12 · 8H20) を純水で溶解したォキシ 塩化ジルコニウム水溶液 (Z r02に換算して 17. 68重量%を含有する。) 13. 6 k g (Z r〇2に換算して 2. 4 kgを含有する。) に純水を攪拌下で 500 k g添加し、 更 に 35%塩酸 0. 59 kg添加し、 ついで A— 1—4で作成したアルカリ性酸化第二スズ 水性ゾルを 396 kg (Sn02として 16. 0 k gを含有する。) 添加し、 攪拌を 10分間 続行した。 混合液は Z r C^ZS n〇2重量比は 0. 15、 pHl. 72でコロイド色を呈 する透明性の良好なゾルであった。 調製した混合液を攪拌下に、 95でで 5時間加熱処理 を行い、 酸化第二スズ—酸化ジルコニウム複合体ゾル 910. 2 kgを得た。 このゾルは Sn02として 1. 75重量%、 Z r〇2として 0. 26重量%、 Sn02 + Z r02として 2. 01重量%であった。
(b) 工程: B— 1—2で得られたァミン含有五酸化アンチモンのコロイド及びそのオリ ゴマーを含有する水性媒体 102 k g (31)205として1. 84kg) を、 攪拌下に (a) 工程で得られた酸化第二スズ—酸化ジルコニウムの複合体ゾル 910. 2 kgを Sb25 / (S n02 + Z r 02) の重量比として 0. 1の割合で徐々に添加混合した。
(c) 工程: (b) 工程で得られた水性媒体を 20〜30でで、 1時間攪拌を行った。
( d ) 工程: ( c ) 工程で得られた混合ゾル様スラリーを水酸基型陰イオン交換樹脂が充填 されたカラムに通液することにより、 ゾル中に含まれる陰イオン (C l _) を除去した。 つ いで 90〜95でで 2〜3時間加熱熟成することで得られる変成された酸化第二スズ—酸 化ジルコニウム複合体ゾルを得た。
(c) 工程で得られた混合ゾル様スラリーを、 (d) 工程で水酸基型陰イオン交換樹脂が 充填されたカラムに通液することにより、ゾル中に含まれる陰イオン(C 1 -)を除去した。 ついで 90〜95でで 2〜 3時間加熱熟成することで変成された酸化第二スズ一酸化ジル コニゥム複合体ゾルを得た。 このゾルは比重 1. 012、 粘度 3. 0 c p.、 H 10. 78で透明性の良好なゾルであった。
得られた変成された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾル (希薄液) を分画 分子量 10万の限外ろ過膜のろ過装置により濃縮し、 高濃度の変成された酸化第二スズー 酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを 69. 5 kgを得た。 このゾルは比重 1. 284、 粘 度 5. 0 c ρ.、 ρΗΙ Ο. 19、 全金属酸化物濃度 26. 1重量%で安定であった。 上記高濃度の変成された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾル 50 k gを口 一夕リーエバポレー夕一にて減圧下、 液温 30で以下でメタノール 1255 kgを徐々に 加えながら水を留去することにより水性ゾルをメタノールで置換した変成された酸化第二 スズ一酸化ジルコニウム複合体メタノールゾル 36. 9 kgを得た。 このゾルをろ過、 濃 度調整することで得られた変成された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体メタノール ゾルは電子顕微鏡観察による粒子径は 13 nmであり、 比重 1. 086、 粘度 4. 2 c p.、 pH8. 92 (水との等重量混合物)、 金属酸化物に換算した濃度は 30. 3重量%、 水分 0. 33重量%であった。 このゾルはコロイド色を呈し、 透明性が高く、 室温で 3ケ 月放置後も沈降物の生成、 白濁、 増粘等の異常は認められず安定であった。 また、 このゾ ルの屈折率は 1. 92であった。
(変性された金属酸化物ゾルの製造例 7 )
(a) 工程: A— 1—2で得た酸性の水性ゾルを 19 1. 6 g (31 02として50 含 有) を純水にて 8w t %に希釈した。
(b) 工程: B— 2— 1で五酸化アンチモン—シリカの複合コロイド及びそのオリゴマ 一を含有する水性媒体 500 g (S b 205 + S i 02として 10 g含有) に、 (a) 工程で 得られた酸化第二スズ水性ゾルを攪拌下で添加し、その金属酸化物に換算した(B) / (A) の重量割合で 0. 2に混合した。
(c) 工程: (b) 工程で得られた水性媒体を 90〜95でで 2時間加熱熟成した。 得られた変性された酸化第二スズ水性ゾル (希薄液) を分圃分子量 5万の限外ろ過膜の 濾過装置により室温で濃縮し、 高濃度の変性された酸化第二スズ水性ゾルを 472 g得た。 このゾルは pHl. 87、 粘度 2. 3 c. p.、 金属酸化物に換算した濃度は 12. 7重量% で安定であった。
上記高濃度の変性された酸化第二スズ水性ゾル 472 gを口一タリーエバポレー夕一にて 減圧下、 液温 3 O :以下でメタノール 9リットルを少しずつ加えながら水を留去すること により、 水性ゾルの水をメタノールで置換した変性された酸化第二スズメ夕ノ一ルゾル 1 90 gを得た。 このゾルは比重 1. 09 1、 pH2. 06 (水との等重量混合物)、 粘度 1. 6 c p.、金属酸化物に換算した濃度は 30. 3重量%、透過率 68%、水分0. 9重量%, 電子顕微鏡観察による粒子怪は 10~1 5 nmであった。 このゾルはコロイド色を呈し、 透明性が高く、 室温で 3力月放置後も沈降物の生成、 白濁、 増粘等の異常は認められず安 定であった。 またこのゾルの乾燥物の屈折率は 1. 8であった。
(変性された金属酸化物ゾルの製造例 8 )
(a) 工程:ォキシ塩化ジルコニウム (Z rOC 12 · 8H20) を純水で溶解したォキ シ塩化ジルコニウム水溶液 (Z r 02として 1 7. 68%) 9. 1 6 k g (Z r〇2として 1. 62 k g) に、 純水を攪拌下に 500 k g添加し、 さらに 35 %塩酸 0. 40 k g添 加し、 ついで A— 1— 2で作成したアルカリ性酸化第二スズ水性ゾルを 270 k g (S n 〇2として 10. 8 kg) 添加し、 攪拌を 10分続行した。 混合液は Z r02/S n〇2重量 比 0. 15、 でコロイド色を呈する透明性の良好なゾルであった。
調製した混合液を攪拌下に、 9 5でで 5時間加熱処理を行い、 酸化第二スズ一酸化ジルコ ニゥム複合体ゾルを 779. 2 kgを得た。 このゾルは Sn02として 1. 38重量%、 Z r02として 0. 2 1重量%、 S n〇2 + Z r〇2として 1. 59重量%であった。
(b) 工程: B— 2 - 1で得られた五酸化アンチモン—シリカ複合体のコロイド及びその オリゴマーを含有する水性媒体 1050 g (S b2Os + S i〇2として 10 g含有) に、 攪 拌下に (b) 工程で得られた酸化第二スズ一酸化ジルコニウムの複合体ゾルを 1 1 1 l g
(S n〇2 + Z r〇2として 50 g含有) を (S b205 + S i〇2) Z (S n02 + Z r 02) 重量比で 0. 2の割合になる様に徐々に添加混合した。
(c) 工程: (b) 工程で得られた水性媒体を 20〜 3 で 1時間攪拌を行った。
(d) 工程: (c) 工程で得られた混合ゾル様スラリーを水酸基型陰イオン交換樹脂が充填 されたカラムに通液することにより、 ゾル中に含まれる陰イオン (C 1— ) を除去した。 つ いで 90〜9 5tで 2〜 3時間加熱熟成することで変成された酸化第二スズ—酸化ジルコ ニゥム複合体ゾルを得たこのゾルは、 PH8. 00で透明性の良好なゾルであった。
得られた変成された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾル (希薄液) を陽ィ オン交換交換樹脂が充填されたカラムおよび陰イオン交換樹脂が充填されたカラムに連続 で通液した後、 分画分子量 5万の限外ろ過膜のろ過装置により濃縮し、 高濃度の変成され た酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを 5 1 7 gを得た。 このゾルは、 pH 3. 1 5、 全金属酸化物濃度 1 1. 6重量%で安定であった。 上記高濃度の変成された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾル 517 gをロー 夕リーエバポレー夕一にて減圧下、 液温 30で以下でメタノール 8 Lを徐々に加えながら 水を留去することにより水性ゾルをメタノールで置換した変成された酸化第二スズ一酸化 ジルコニウム複合体メタノールゾル 190 gを得た。 このゾルをろ過し濃度調整すること で得られた変成された酸化第二スズ一酸化ジルコ二ゥム複合体メ夕ノ一ルゾルは電子顕微 鏡観察による粒子径は 10〜15 nmであり、 比重 1. 024、 粘度 2. 5 c. p.、 H 2. 77 (水との等重量混合物)、 透過率 79%、 金属酸化物に換算した濃度は 25. 0重 量%、 水分 0. 76重量%であった。 このゾルはコロイド色を呈し、 透明性が高く、 室温 で 3ヶ月放置後も沈降物の生成、 白濁、 増粘等の異常は認められず安定であった。 また、 このゾルの屈折率は 1. 8であった。
(変性された金属酸化物ゾルの製造例 9 )
製造例 5で得られた変性された酸化第ニスズ一酸化ジルコ二ゥム複合体のメタノールゾ ル 1. 2 k gにグリコール酸を 18. l g添加、 溶解し、 一晚静定した。 得られたゾルは 比重 1. 090、 粘度 2. 9 c. p. 、 pH5. 7、 全金属酸化物濃度 30. 1重量%で 安定であった。
(変性された金属酸化物ゾルの製造例 10)
製造例 6で得られた変性された酸化第ニスズ一酸化ジルコニウム複合体のメタノールゾ ル 2. 18 kgにグリコール酸を 31. 5 g添加、 溶解し、 一晚静定した。 得られたゾル は比重 1. 086、 粘度 2. 8 c. p.、 pH5. 8、 全金属酸化物濃度 30. 1重量%で 安定であった。
(変性された金属酸化物ゾルの製造例 11 )
製造例 5の (d) 工程で得られた高濃度に変成された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム 複合体 33. 0 kgに酒石酸 237 gとジイソプロピルァミン 88 gを強攪拌下で徐々に 順次加え、 1時間攪拌を続行した。得られたゾルを口一タリ一エバポレー夕一にて微減圧下、 液温 80で以下でメタノールを約 400 Lを徐々に加えながら水を留去することにより水 性ゾルをメタノールで置換した変成された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体メ夕ノ —ルゾルを 22 kgを得た。得られたゾルは比重 1. 102、 粘度 3. 1 c p., pH8. 2、 全金属酸化物濃度 30. 7重量%で安定であった。
(変性された金属酸化物ゾルの製造例 12)
製造例 6の (d) 工程で得られた高濃度に変成された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム 複合体 28. 5 kgに酒石酸 148 gとジイソプロピルァミン 35 gを強攪拌下で徐々に 順次加え、 1時間攪拌を続行した。得られたゾルを口一タリ一エバポレ一ターにて微減圧下、 液温 80で以下でメタノールを約 400 Lを徐々に加えながら水を留去することにより水 性ゾルをメタノールで置換した変成された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体メタノ 一ルゾルを 22 kgを得た。得られたゾルは比重 1. 100、 粘度 2. 0 c p.、 pH7. 5、 全金属酸化物濃度 30. 6重量%で安定であった。
(変性された金属酸化物ゾルの製造例 13)
製造例 11で得られた変性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体のメタノール ゾル 1. 3 k gにグリコール酸を 5. 9 g添加、 溶解し、 一晚静定した。 得られたゾルは 比重 1. 094、 粘度 1. 6 c. p.、 pH5. 2、 全金属酸化物濃度 30. 3重量%で安 定であった。
(変性された金属酸化物ゾルの製造例 14)
製造例 12で得られた変性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体のメタノール ゾル 0. 76 k gにグリコール酸を 3. 9g添加、 溶解し、 一晚静定した。 得られたゾル は比重 1. 094、 粘度 1. 4 c. p. 、 pH4. 8、 全金属酸化物濃度 30. 4重量% で安定であった。
(変性された金属酸化物ゾルの製造例 15) 金属酸化物に換算した (B) / (A) の重量割合が 0· 1に混合される様に、 製造例 1 の A— 1— 1成分の酸化第二スズコロイドを Α— 1— 5成分の酸化第二スズコロイド 14 01 gに、 B— 1一 1成分のアルカリ成分含有五酸化アンチモンコロイド及びそのオリゴ マ一を含有する水性媒体を、 B_ 1— 2成分のアルカリ成分含有五酸化アンチモンコロイ ド及びそのオリゴマ一を含有する水性媒体 277. 8 gに変更した以外は製造例 1と同様 に行った。
得られた変性された高濃度の酸化第二スズ水性ゾルは PH 11. 1、粘度 2. 5 c. p.、 金属酸化物に換算した濃度は 13. 5重量%で安定であった。
上記の高濃度の変性された酸化第二スズ水性ゾル 392 gを口一夕リーエバポレー夕一 にて減圧下、 液温 3 Ot以下でメタノール 9リットルを少しずつ加えながら水を留去する ことにより、 水性ゾルの水をメタノールで置換した変性された酸化第二スズメ夕ノールゾ ル 173 gを得た。 このゾルは比重 1. 091、 pH8. 7 (水との等重量混合物) 、 粘 度 1. 0 c. p. 、 金属酸化物に換算した濃度は 30重量%、 水分 1. 9量%、 電子顕微 鏡観察による粒子径は 10〜15 nmであった。 このゾルはコロイド色を呈し、 透明性が 高く、 室温で 3力月放置後も沈降物の生成、 白濁、 増粘等の異常は認められず安定であつ た。 またこのゾルの乾燥物の屈折率は 1. 95であった。
(変性された金属酸化物ゾルの製造例 16)
金属酸化物に換算した (B) / (A) の重量割合が 0. 2に混合される様に、 製造例 1 の A— 1— 1成分の酸化第二スズコロイドを A— 1— 5成分の酸化第二スズコロイド 53 73 gに、 B— 1— 1成分のアルカリ成分含有五酸化アンチモンコロイド及びそのオリゴ マーを含有する水性媒体を、 B_ 2— 1成分のアルカリ成分含有五酸化アンチモン—シリ 力複合コロイド及びそのオリゴマ一を含有する水性媒体 503 gに変更した以外は製造例 1と同様に行った。
得られた変性された高濃度の酸化第二スズ水性ゾルは比重 1. 222、 pH3. 2、 粘 度 2. 1 c p. 、 金属酸化物に換算した濃度は 19. 8重量%で安定であった。
上記の高濃度の変性された酸化第二スズ水性ゾル 2160 gをロータリーエバポレータ 一にて微減圧下、 メタノール 21リツトルを少しずつ加えながら水を留去することにより、 水性ゾルの水をメタノールで置換した変性された酸化第二スズメタノールゾル 1360 g を得た。 このゾルは比重 1. 083、 pH6. 8 (水との等重量混合物) 、 粘度 1. 2 c. P. 、 金属酸化物に換算した濃度は 30重量%、 水分 2. 0量%、 電子顕微鏡観察による 粒子径は 10〜 15 nmであった。 このゾルはコロイド色を呈し、 透明性が高く、 室温で 3力月放置後も沈降物の生成、 白濁、 増粘等の異常は認められず安定であった。 またこの ゾルの乾燥物の屈折率は 1. 95であった。
比較製造例 1
この例では本発明の比較例に用いられる酸化チタンメタノ一ルゾルを調製した。
四塩化チタン(T i 02として 27. 2重量%する。 C 1含有量は 32. 0重量%である。 住友シチックス (株) 製) 587. 5 g (T i 02として 159. 8 gを含有する。) と水 2608. 5 gを 3 Lのジャケット付きガラス製セパラブルフラスコにとり塩化チタン水 溶液 3196 g (T i〇2として 5. 0重量%を含有する。) を作成した。 この水溶液に 2 8%アンモニア水 50 gをガラス製攪拌棒で攪拌しながら添加した後、 この水溶液を 9 5でで 10時間加水分解を行い、 一次粒子径 4〜8 nmの酸化チタンコロイドの凝集体を 得た。
この酸化チタンコロイドの凝集体スラリーを 5 B濾紙を用いて吸引濾過を行い、 次いで 水約 40リットルを用いて注水洗浄し、 過剰な電解質を除去し、 酸化チタンのウエットケ —キ 620 gを得た。 得られたウエットケーキを水 2576 gに分散させた後、 イソプロ ピルアミン 8. 0 gを添加し、 アルカリ性とした後、 陰イオン交換樹脂 (アンバーライト I RA—410、 オルガノ (株) 製) 200m 1を詰めたカラムに通液し、 アルカリ性の 酸化チタン水性ゾル 3890 gを得た。 このゾルをロータリーエバポレー夕一にて減圧下、 濃縮を行ない、 アルカリ性酸化チタン水性濃縮ゾル 1070 gを得た。 得られたゾルに攪 拌下、 酒石酸 12. 1 g、 ジイソプロピルアミン 26. l gを添加した後、 口一タリ一ェ バポレー夕一を用いて減圧下、 メタノール 25リットルを徐々に添加しながら水を留去す る方法で水媒体をメタノールに置換させ、 酸化チタンメタノールゾル 775. 2 gを作成 した。 得られたメタノールゾルは比重 0. 970、 粘度 4. 5mP a · s, PH (1 + 1) 8. 98、 電導度 1600 s/cm、 T i 02は 20. 2重量%、 水分は 3. 4重量%で めった。
(コーティング液の作製)
実施例 1
マグネチックスターラーを備えたガラス製の容器に、 前述した A成分に該当するァ―グ リシドキシプロビルトリメトキシシラン 105. 3重量部を加え、 撹拌しながら 0. 01 規定の塩酸 36. 8重量部を 3時間で滴下した。 滴下終了後、 0. 5時間撹拌を行い、 γ ーグリシドキシプロピルトリメトキシシランの部分加水分解物を得た。 つぎに前述の製造 例 1で得たアルキルァミン含有五酸化ァンチモンで被覆された変性酸化第二スズ複合メ夕 ノールゾル (全金属酸化物に換算して 30. 5重量%を含有する) 397. 8重量部、 ブ チルセ口ソルブ 65重量部、 更に硬化剤としてアルミニウムァセチルァセトネ一ト 4. 2 重量部を前述した 7"—グリシドキシプロビルトリメトキシシランの部分加水分解物 142. 1重量部に加え、 十分に撹拌した後、 ろ過を行ってコーティング液を作製した。
(硬化膜の形成)
市販の屈折率 nD=l. 59のポリカーボネートの板を用意し、 これにスピンコート法 で上記のコーティング組成物を塗布し、 120でで 2時間加熱処理をして、 塗膜を硬化さ せた。 評価結果を表 1に示した。
実施例 2
実施例 1に用いた製造例 1のアルキルアミン含有五酸化アンチモンで被覆された変性酸 化第ニスズ複合メ夕ノ一ルゾルの代わりに、 製造例 2のアルキルァミン含有五酸化ァンチ モンで被覆された変性酸化第二スズ複合メタノールゾル (全金属酸化物に換算して 30. 5重量%を含有する) 397. 8重量部を用いた以外は実施例 1と同様に行った。 評価結 果を表 1に示した。
実施例 3
実施例 1に用いた製造例 1のアルキルアミン含有五酸化アンチモンで被覆された変性酸 化第二スズ複合メタノールゾルの代わりに、 製造例 3のアルキルアミン含有五酸化アンチ モンで被覆された変性酸化第二スズ複合メタノールゾル (全金属酸化物に換算して 30. 5重量%を含有する) 397. 8重量部を用いた以外は実施例 1と同様に行った。 評価結 果は表 1に示した。
実施例 4
実施例 1に用いた A成分に該当するァ—ダリシドキシプロピルトリメトキシシランの代 わりに、 同じ A成分に該当するテトラエトキシシラン 22. 3重量部およびァーグリシド キシプロピルメチルジェ卜キシシラン 77. 9重量部、 硬化剤としてアルミニウムァセチ ルァセトネート 2. 6重量部、 過塩素酸アンモニゥム 0. 5重量部を用いた以外は製造例 1と同様に行った。 評価結果を表 1に示した。
実施例 5
A成分に該当するァ―グリシドキシプロビルトリメトキシシランの代わりに、 A成分に 該当するァーグリシドキシプロビルトリメトキシシラン 74. 2重量部およびァーグリシ ドキシプロピルメチルジメ卜キシシラン 31. 1重量部を用いた以外は実施例 2と同様に 行つた。 評価結果を表 1に示した。
実施例 6 A成分に該当するァ―グリシドキシプロピル卜リメトキシシランの代わりに、 A成分に 該当するァーグリシドキシプロビルトリメトキシシラン 7 4 . 2重量部およびァーグリシ ドキシプロピルメチルジメトキシシラン 3 1 . 1重量部を用いた以外は実施例 3と同様に 行った。 評価結果を表 1に示した。
実施例 7
実施例 1に用いた製造例 1のアルキルアミン含有五酸化アンチモンで被覆された変成酸 化第二スズメ夕ノ一ルゾルの代わりに、 製造例 4のアルキルアミン含有五酸化ァンチモン で被覆された変成酸化第二スズメタノールゾル (全金属酸化物に換算して 3 0 . 5重量% を含有する) 3 9 7 . 8重量部を用いた以外は実施例 1と同様に行った。
実施例 8
実施例 1に用いた製造例 1のアルキルアミン含有五酸化アンチモンで被覆された変成酸 化第ニスズメ夕ノ一ルゾルの代わりに、 製造例 5のアルキルアミン含有五酸化ァンチモン で被覆された変成酸化第二スズ一酸化ジルコニウムの複合体メタノールゾル (全金属酸化 物に換算して 3 0 . 5重量%を含有する) 3 9 7 . 8重量部を用いた以外は実施例 1と同 様に行った。
実施例 9
実施例 1に用いた製造例 1のアルキルアミン含有五酸化アンチモンで被覆された変成酸 化第二スズメ夕ノ一ルゾルの代わりに、 製造例 6のアルキルアミン含有五酸化ァンチモン で被覆された変成酸化第二スズ一酸化ジルコニゥムの複合体メタノ一ルゾル (全金属酸化 物に換算して 3 0 . 4重量%を含有する) 3 9 9 . 0重量部を用いた以外は実施例 1と同 様に行った。
実施例 1 0
実施例 1に用いた製造例 1のアルキルアミン含有五酸化アンチモンで被覆された変成酸 化第ニスズメ夕ノ一ルゾルの代わりに、 製造例 7の五酸化ァンチモンーシリカの複合体コ ロイドで被覆された変成酸化第二スズメタノールゾル (全金属酸化物に換算して 3 0 . 3 重量%を含有する) 4 0 0 . 3重量部を用いた以外は実施例 1と同様に行った。
実施例 1 1
実施例 1に用いた製造例 1のアルキルアミン含有五酸化アンチモンで被覆された変成酸 化第二スズメ夕ノ一ルゾルの代わりに、 製造例 8の五酸化ァンチモンーシリ力の複合体コ ロイドで被覆された変成酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合メタノールゾル (全金属酸 化物に換算して 2 5 . 0重量%を含有する) 4 8 5 . 2重量部を用いた以外は実施例 1と 同様に行った。
実施例 1 2
実施例 1に用いた製造例 1のアルキルアミン含有五酸化アンチモンで被覆された変成酸 化第二スズメ夕ノ一ルゾルの代わりに、 製造例 9のアルキルァミン含有五酸化ァンチモン で被覆された変成酸化第二スズ一酸化ジルコニウムの複合体メタノールゾル (全金属酸化 物に換算して 3 0 . 1重量%を含有する) 4 0 3 . 1重量部を用いた以外は実施例 1と同 様に行った。
実施例 1 3
実施例 1に用いた製造例 1のアルキルアミン含有五酸化アンチモンで被覆された変成酸 化第二スズメタノールゾルの代わりに、 製造例 1 0のアルキルアミン含有五酸化アンチモ ンで被覆された変成酸化第二スズ一酸化ジルコニウムの複合体メタノールゾル (全金属酸 化物に換算して 3 0 . 5重量%を含有する) 3 9 7 . 8重量部を用いた以外は実施例 1と 同様に行った。
実施例 1 4
実施例 1に用いた製造例 1のアルキルアミン含有五酸化アンチモンで被覆された変成酸 化第二スズメタノールゾルの代わりに、 製造例 1 1のアルキルアミン含有五酸化アンチモ ンで被覆された変成酸化第二スズ一酸化ジルコニウムの複合体メタノールゾル (全金属酸 化物に換算して 3 0 . 7重量%を含有する) 3 9 5 . 1重量部を用いた以外は実施例 1と 同様に行った。
実施例 1 5
実施例 1に用いた製造例 1のアルキルアミン含有五酸化アンチモンで被覆された変成酸 化第二スズメタノールゾルの代わりに、 製造例 1 2のアルキルアミン含有五酸化アンチモ ンで被覆された変成酸化第二スズ一酸化ジルコ二ゥムの複合体メ夕ノ一ルゾル (全金属酸 化物に換算して 3 0 . 6重量%を含有する) 3 9 6 . 4重量部を用いた以外は実施例 1と 同様に行った。
実施例 1 6
実施例 1に用いた製造例 1のアルキルアミン含有五酸化アンチモンで被覆された変成酸 化第二スズメタノールゾルの代わりに、 製造例 1 3のアルキルアミン含有五酸化アンチモ ンで被覆された変成酸化第二スズ一酸化ジルコニウムの複合体メタノールゾル (全金属酸 化物に換算して 3 0 . 3重量%を含有する) 4 0 0 . 3重量部を用いた以外は実施例 1と 同様に行った。
実施例 1 7
実施例 1に用いた製造例 1のアルキルアミン含有五酸化アンチモンで被覆された変成酸 化第二スズメタノールゾルの代わりに、 製造例 1 4のアルキルアミン含有五酸化アンチモ ンで被覆された変成酸化第二スズ一酸化ジルコニウムの複合体メタノールゾル (全金属酸 化物に換算して 3 0 . 4重量%を含有する) 3 9 9 . 0重量部を用いた以外は実施例 1と 同様に行った。
実施例 1 8
実施例 1に用いた製造例 1のアルキルァミン含有五酸化ァンチモンで被覆された変成酸 化第二スズメタノールゾルの代わりに、 製造例 1 5のアルキルアミン含有五酸化アンチモ ンで被覆された変成酸化第二スズメタノールゾル(全金属酸化物に換算して 3 0 . 1重量% を含有する) 4 0 3 . 1重量部を用いた以外は実施例 1と同様に行った。
実施例 1 9
実施例 1に用いた製造例 1のアルキルアミン含有五酸化アンチモンで被覆された変成酸 化第二スズメタノールゾルの代わりに、 製造例 1 6のアルキルアミン含有五酸化アンチモ ンーシリカ複合コロイドで被覆された変成酸化第二スズメタノールゾル (全金属酸化物に 換算して 3 0 . 1重量%を含有する) 4 0 3 . 1重量部を用いた以外は実施例 1と同様に 行った。
比較例 1
実施例 1で用いたゾルの代わりに、 比較製造例 1で作製した酸化チタンメタノ一ルゾル (T i 0 2として 2 0 . 2重量%を含有する。) を 6 4 3 . 6重量部用いた以外はすべて実 施例 1と同様に行った。 評価結果を表 1に示した。
比較例 2
実施例 1で用いたゾルの代わりに、 特開平 3— 2 1 7 2 3 0号公報に開示されている酸 化タングステン一酸化第二スズ複合体微粒子で被覆された酸化スズメタノールゾル (S n 0 2 +W0 3として 3 0 . 0重量%を含有する。) を 4 3 3 . 3重量部用いた以外はすべて実 施例 1と同様に行った。 評価結果は表 1に示した。
比較例 3
実施例 1で用いたゾルの代わりに、 特開平 1 0— 3 1 0 4 2 9号公報に開示されている 酸化チタン一酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合酸化物コロイドメタノールゾル (T i 0 2 + S n〇2 + Z r 0 2として 3 0 . 0重量%を含有する。) を 4 3 3 . 3重量部用いた以 外はすべて実施例 1と同様に行った。 評価結果を表 1に示した。
比較例 4 実施例 1で用いたゾルの代わりに、 コロイダルシリカ (メタノールゾル、 固形分 20%、 平均粒子径 15 nm) を 650. 0重量部用いた以外はすべて実施例 1と同様に行った。 評価結果は表 1に示した。
なお、 本実施例および比較例で得られた、 硬化膜を有する光学部材は、 以下に示す測定 方法により諸物性を測定した。
(1) 耐擦傷性試験
スチールウール # 0000で硬化膜表面を擦って傷の付きにくさを目視で判断した。 判 断基準は傷の付き難い順に、 A> B〉 Cのように評価した。
(2) 千渉縞の有無
蛍光灯下で硬化膜を有する光学部材を目視で判断した。 判断基準は次の通りである。 干 渉縞の発生がほとんど無いものが Aであり、 以下 B、 Cの順に発生し易くなつた。
(3) 密着性試験
硬化膜に lmm間隔で、 100目クロスカットし、 このクロスカットした所に粘着テー プ (セロハンテープ、 ニチバン (株) 製品) と強く貼り付けた後、 粘着テープを急速に剥 がし、 粘着テープを剥がした後の硬化膜の剥離の有無を調べた。
(4) 耐温水性試験
80での温水に光学部材を 2時間浸漬し、 前述した同様の密着性試験を行った。
(5) 透明性試験
喑室内、 蛍光灯下で硬化膜にくもりがあるかどうか目視で調べた。 判断基準は次の通り である。 くもりの発生がほとんど無いものが Aであり、 以下 B、 Cの順に発生し易くなつ た。
(6) 耐候性試験
得られた光学部材を 1ヶ月間屋外暴露を行い, 暴露後の光学部材の外観の変化を目視で 判断した。
表 1 耐擦傷性 ^着件 皿/ゝ 明件 耐候件
r+7
実施例 1 A A ' 好 &好 A 里常なし 夹施例 2 A A ¾好 ¾好 A 里 ^¾常巾な/ しレ 実她例 3 A r Δ &好 ¾好 A 里f^常巾たしレ 夷施例 4 A r Δ A 里堂なし 実她例 5 A A A 里常な I ,
実施例 6 A r A Δ Ρ常なし 夹施例 7 A A 电 A 里 なし 実施例 8 A Δ\ 电 r Δ 里 3¾党 /よ Iレ 実施例 9 A A
i 电 A 里 5 む /よ iレ 実施例 1 0 A Λ Λ
r 里共 mむ /よ iレ 実她例 1 1 A A
r . 电 Δ 里 3¾堂 π¾む /よ 1レ 実施例 1 2 A Δ 电 Δ
実施例 1 3 A Δ 电 A 里共 rnむ /ょ 1レ 実施例 1 4 A Δ A 共里 rnむ /よ Iレ 実施例 1 5 A A 良好 良好 A 異常なし 実施例 1 6 A A 良好 良好 A 異常なし 実施例 1 7 A A 良好 良好 A 異常なし 実施例 1 8 A A 良好 良好 A 異常なし 実施例 1 9 A A 良好 良好 A 異常なし 比較例 1 B A 良好 剥離 B 害恋
比較例 2 B A 良好 一部剥離 A 僅か黄変 比較例 3 A〜B A 良好 良好 A〜B 異常なし 比較例 4 A C 良好 良好 A 異常なし 本発明の実施例 1 〜 1 9は、 耐擦傷性、 干渉縞、 密着性、 耐温水性、 透明性、 及び耐候 性に優れるものであった。 しかし、 比較例 1 、 2は耐擦傷性、 耐温水性、 透明性、 及び耐 候性において十分なものとは言えず、 比較例 4では干渉縞の発生が見られ好ましくなかつ た。 また、 比較例 3は実用上、 特に遜色ない結果であつたが、 実施例 1 〜 1 9に比べ僅か に及ばなかった。 産業上の利用可能性
本発明のゾルは、 プラスチックレンズ上にハ一ドコート膜を形成させるための屈折率、 染色性、 耐薬品性、 耐水性、 耐湿性、 耐光性、 耐候性、 耐摩耗性等の向上成分として特に 有効であるが、 その他種々の用途に用いることができる。
本発明のゾルを有機質の繊維、 繊維製品、 紙などの表面に適用することによって、 これ ら材料の難燃性、 表面滑り防止性、 帯電防止性、 染色性等を向上させることができる。 ま た、 これらのゾルは、 セラミックファイバー、 ガラスファイバー、 セラミックス等の結合 剤として用いることができる。 更に、 各種塗料、 各種接着剤等に混入して用いることによ つて、 それらの硬化塗膜の耐水性、 耐薬品性、 耐光性、 耐候性、 耐摩耗性、 難燃性等を向 上させることができる。 その他、 これらのゾルは、 一般に、 金属材料、 セラミックス材料、 ガラス材料、 プラスチック材料などの表面処理剤としても用いることができる。 更に触媒 成分としても有用である。
本発明のコーティング組成物よりなる硬化膜を有する光学部材は、 眼鏡レンズのほか、 カメラ用レンズ、 自動車の窓ガラス、 液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどに付 設する光学フィルターなどに使用することができる。 なお、 本発明の明細書の開示として、 本出願の優先権主張の基礎となる日本特許願 20 02— 350762号 (2002年 12月 3日出願) 、 日本特許願 2002— 35076 3号 (2002年 12月 3日出願) 日本特許出願 2003— 097786号 (2003年 4月 1日出願) 、 日本特許願 2003— 097789号 (2003年 4月 1日出願) 日本 特許願 2003— 161080号 (2003年 6月 5日出願) 及び日本特許願 2003— 161087号 (2003年 6月 5日出願) の全明細書の内容をここに引用し取り込むも のである。

Claims

請求 の 範 囲
1. 酸化第二スズ粒子または酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複合体粒子で あり、 これらの酸化物が重量に基づいて Z r 02 : S n〇2として 0 : 1〜0. 50 : 1 の割合と 4〜 50 nmの粒子径を有するコロイド粒子(A) を核とし、 その表面が、 0. 02〜4. 00の MZS b25のモル比 (ただし Mはァミン分子を示す。) を有するアル キルアミン含有 S b25コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物 (B 1) で被覆され、 且つ (B 1) / (A) の重量比がそれら金属酸化物の重量比に基づいて 0. 01〜0. 50の割合であり、 そして 4. 5〜 60 nmの粒子径を有することを特徴と する変性された金属酸化物粒子を含有するゾル。
2. コロイド粒子 (A) が酸化第二スズである請求項 1に記載のゾル。
3. コロイド粒子 (A) が 0. 05 : 1〜0. 50 : 1の Z r 02 : S n02重量比を有す る酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複合体コロイド粒子である請求項 1に 記載のゾル。
4. 酸化第二スズ粒子または酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複合体粒子で あり、 これらの酸化物が重量に基づいて Z r02 : S n〇2として 0 : 1〜0. 50 : 1 の割合と 4〜50 nmの粒子径を有するコロイド粒子 (A) を核とし、 その表面が 0. 55〜55の S i 02/S b25のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカの複合コ ロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物 (B2) で被覆され、 且つ (B2) / (A) の重量比がそれら金属酸化物の重量比に基づいて 0. 01〜0. 50の割合で あり、 そして 4. 5〜60 nmの粒子径を有することを特徴とする変性された金属酸化 物粒子を含有するゾル。 -
5. コロイド粒子 (A) が酸化第二スズである請求項 4に記載のゾル。
6. コロイド粒子 (A) が 0. 05 : 1〜0. 50 : 1の Z r 02 : S n02重量比を有す る酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複合体コロイド粒子である請求項 4に 記載のゾル。
7. 下記 (a l) 工程、 (b l) 工程、 及び (c 1) 工程、 を含む請求項 1又は 2に記載の ゾルの製造方法。
(a 1) 工程: 4〜 50 nmの粒子径を有する酸化第ニスズのコロイド粒子を S n〇2と して 1〜50重量%の濃度に含有する酸化第二スズ水性ゾルを調製する工程、
(b l) 工程:上記 (a l) 工程で得られた酸化第二スズ水性ゾルと、 0. 02〜4. 00の MZS b25のモル比(ただし Mはァミン分子を示す。) を有するアルキルアミ ン含有 S b205コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物を含有する水性 媒体とを、 その金属酸化物に換算した Sb 205/Sn02の重量割合で 0. 01〜0. 50に混合する工程、
(c 1) 工程:(b 1) 工程で得られた水性媒体を 20〜300でで0. :!〜 50時間熟 成する工程。
8. 下記 (a 2) 工程、 (b2) 工程、 (c 2) 工程及び (d 2) 工程、 を含む請求項 1又 は 3に記載のゾルの製造方法。
(a 2) 工程: 4〜50 nmの粒子径と 0. 5〜50重量%の S n O 2濃度を有する酸化 第二スズ水性ゾルと、 Z r〇2に換算して 0. 5〜 50重量%濃度のォキシジルコニゥ ム塩の水溶液とを、 2 1~02 311〇2として0. 05〜0. 50の重量比に混合し、 得られた混合液を 60〜100でで、 0. 1〜50時間加熱することにより、 4〜5 0 nmの粒子径を有する酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを調製する 工程、
(b 2) 工程:(a 2) 工程で得られた酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾル と、 0. 02〜4. 00の MZS b25のモル比 (ただし Mはァミン分子を示す。) を 有するアルキルアミン含有 S b 205コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混 合物を含有する水性媒体とを、その金属酸化物に換算した S b25Z (Sn02 + Z r 〇2) の重量割合で 0. 01〜0. 50に混合する工程、
(c 2) 工程:(b 2) 工程で得られた水性媒体を 20〜300でで 0. 1~50時間熟 成する工程、
(d 2) 工程:(c 2) 工程で得られた変性された酸化第二スズ—酸化ジルコニウム複合 体水性ゾルを陰ィォン交換体と接触させることにより、 当該ゾル中に存在する陰ィォ ンを除去する工程。
9. 下記 (a 3) 工程、 (b 3) 工程、 及び (c 3) 工程、 を含む請求項 1又は 2に記載の ゾルの製造方法。:
(a 3) 工程: 100〜300での温度で水熱処理され、 且つ 4〜50 nmの粒子径と 0. 5〜50重量%の n〇2濃度を有する酸化第二スズ水性ゾルを調製する工程、
(b 3) 工程:上記 (a 3) 工程で得られた酸化第二スズ水性ゾルと、 0. 02〜4. 00の M S b25のモル比(ただし Mはァミン分子を示す。) を有するアルキルアミ ン含有 S b2Osコロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物を含有する水性 媒体とを、 その金属酸化物に換算した S t^OsZS n〇2の重量割合で 0. 01〜0. 50に混合する工程、
( c 3 ) 工程:( b 3 ) 工程で得られた水性媒体を 20〜 300でで 0. 1〜50時間熟 成する工程。
10. 下記 (a 4) 工程、 (b 4) 工程、 (c 4) 工程及び (d 4) 工程、 を含む請求項 1 又は 3に記載のゾルの製造方法。
(a 4) 工程: 100〜300での温度で水熱処理され、 且つ 4〜 50 nmの粒子径と 0. 5〜50重量%の S n02濃度を有する酸化第二スズ水性ゾルと、 Z r02に換算 して 0. 5〜 50重量%濃度のォキシジルコニウム塩の水溶液とを、 Z r〇2/SnO 2として 0. 05〜0. 50の重量比に混合し、 得られた混合液を 60〜: L 00でで、 0. 1〜50時間加熱することにより、 4〜 50 nmの粒子径を有する酸化第二スズ 一酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを調製する工程、
(b4) 工程:(a 4) 工程で得られた酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾル と、 0. 02〜4. 00の MZS b25のモル比 (ただし Mはァミン分子を示す。) を 有するアルキルアミン含有 S b 205コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混 合物を含有する水性媒体とを、その金属酸化物に換算した S b 205 (Sn02 + Z r 02) の重量割合で 0. 01〜0. 50に混合する工程、
(c 4) 工程:(b4) 工程で得られた水性媒体を 20〜300でで 0. 1〜 50時間熟 成する工程、
(d4) 工程:(c 4) 工程で得られた変性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合 体水性ゾルを陰ィォン交換体と接触させることにより、 当該ゾル中に存在する陰ィォ ンを除去する工程。
11. 下記 (a 5) 工程、 (b 5) 工程、 及び (c 5) 工程、 を含む請求項 4又は 5に記載 のゾルの製造方法。
(a 5) 工程: 4〜50 nmの粒子径を有する酸化第ニスズのコロイド粒子を S n〇2と して 1~50重量%の濃度に含有する酸化第二スズ水性ゾルを調製する工程、
(b 5) 工程:上記 (a 5) 工程で得られた酸化第二スズ水性ゾルと、 0. 55〜55 の S i〇2/S b 25のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカの複合コロイド粒 子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物を含有する水性媒体とを、 その金属酸化物 に換算した (S b25 + S i 02) / (S n〇2) の重量割合で 0. 01~0. 50に 混合する工程、 及び
(c 5) 工程:(b 5) 工程で得られた水性媒体を 20〜300でで 0. 1〜50時間熟 成する工程。
12. 下記 (a 6) 工程、 (b 6) 工程、 (c 6) 工程及び (d 6) 工程、 を含む請求項 4 又は 6に記載のゾルの製造方法。
(a 6) 工程: 4〜50 nmの粒子径と 0. 5〜50重量%の S n O 2濃度を有する酸化 第二スズ水性ゾルと、 Z r〇2に換算して 0. 5〜50重量%濃度のォキシジルコニゥ ム塩の水溶液とを、 Z r02/Sn〇2として 0. 05〜0. 50の重量比に混合し、 得られた混合液を 60〜100でで、 0. 1〜50時間加熱することにより、 4〜5 0 nmの粒子径を有する酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを調製する 工程、
(b 6) 工程: (a 6) 工程で得られた酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾル と、 0. 55〜55の S i 02/S b25のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカ の複合コロイド粒子、そのオリゴマー、又はそれらの混合物を含有する水性媒体とを、 その金属酸化物に換算した (S b25 + S 1〇2) / (S n02+Z r〇2) の重量割合 で 0. 01〜0. 50に混合する工程、
(c 6) 工程: (b6) 工程で得られた水性媒体を 20〜300 で 0. 1〜50時間熟 成する工程、
(d 6) 工程: (c 6) 工程で得られた変性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合 体水性ゾルを陰イオン交換体と接触させることにより、 当該ゾル中に存在する陰ィォ ンを除去する工程。
13. 下記 (a 7) 工程、 (b 7) 工程、 及び (c 7) 工程、 を含む請求項 4又は 5に記載 のゾルの製造方法。
(a 7) 工程: 100〜300での温度で水熱処理され、 且つ 4〜 50 nmの粒子径と 0. 5〜50重量%の Sn〇2濃度を有する酸化第二スズ水性ゾルを調製する工程、
(b 7) 工程:上記 (a 7) 工程で得られた酸化第二スズ水性ゾルと、 0. 55〜55 の S i 02/S b25のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカの複合コロイド粒 子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物を含有する水性媒体とを、 その金属酸化物 に換算した (S b25+S i〇2) (S n〇2) の重量割合で 0. 01〜0. 50に 混合する工程、
(c 7) 工程: (b 7) 工程で得られた水性媒体を 20〜300でで 0. 1〜50時間熟 成する工程。
14. 下記 (a 8) 工程、 (b 8) 工程、 (c 8) 工程及び (d 8) 工程、 を含む請求項 4 又は 6に記載のゾルの製造方法。
(a 8) 工程: 100〜300での温度で水熱処理され、 且つ 4〜 50 nmの粒子径と 0. 5〜 50重量%の S n〇 2濃度を有する酸化第二スズ水性ゾルと、 Z r〇2に換算 して 0. 5〜50重量%濃度のォキシジルコニウム塩の水溶液とを、 Z rOzZSnO 2として 0. 05~0. 50の重量比に混合し、 得られた混合液を 60〜100でで、 0. 1〜50時間加熱することにより、 4〜 50 nmの粒子径を有する酸化第二スズ 一酸化ジルコニウム複合体水性ゾルを調製する工程、
(b 8) 工程: (a 8) 工程で得られた酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合体水性ゾル と、 0. 55〜55の S i〇2/S b25のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカ の複合コロイド粒子、そのオリゴマー、又はそれらの混合物を含有する水性媒体とを、 その金属酸化物に換算した (S b 205 + S i 02) / (S n02 + Z r 02) の重量割合 で 0. 01〜0. 50に混合する工程、
(c 8) 工程: (b 8) 工程で得られた水性媒体を 20〜300でで0. 1〜50時間熟 成する工程、
(d 8) 工程: (c 8) 工程で得られた変性された酸化第二スズ一酸化ジルコニウム複合 体水性ゾルを陰イオン交換体と接触させることにより、 当該ゾル中に存在する陰ィォ ンを除去する工程。
15. 下記 (S) 成分及び (T 1) 成分、 を含有するコーティング組成物。
(S) 成分:一般式 (1)、
(R ) a (R ) bS i (OR ) 4(a + b) (I)
(但し、 !^及び 3は、 それぞれアルキル基、 ァリール基、 ハロゲン化アルキル基、 ハ ロゲン化ァリール基、 アルケニル基、 又はエポキシ基、 ァクリロイル基、 メ夕クリロ ィル基、 メルカプト基、 アミノ基、 もしくはシァノ基を有する有機基で且つ S i—C 結合によりケィ素原子と結合しているものであり、 R は炭素数 1〜8のアルキル基、 アルコキシアルキル基、 又はァシル基であり、 a及び bはそれぞれ 0、 1、 又は 2の 整数であり、 a + bは 0、 1、 又は 2の整数である。) 及び、 一般式 (I 1)、
〔(R ) c S i (OX) 3_c) 2Y (I I)
(但し、 R4は炭素数 1〜 5のアルキル基を示し、 Xは炭素数 1〜4のアルキル基又は ァシル基を示し、 Yはメチレン基又は炭素数 2〜20のアルキレン基を示し、 cは 0 又は 1の整数である。) で表される有機ケィ素化合物、 並びにその加水分解物からなる 群より選ばれた少なくとも 1種のケィ素含有物質、
(T 1) 成分:酸化第二スズ粒子または酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複 合体粒子であり、 これらの酸化物が重量に基づいて Z r〇2 : Sn〇2として 0 : 1〜 0. 50 : 1の割合と 4〜 50 nmの粒子径を有するコロイド粒子 (A) を核として その表面が、 0. 02〜4. 00の MZSb205のモル比 (ただし Mはァミン分子を 示す。) を有するアルキルアミン含有 S b25コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそ れらの混合物 (B 1) で被覆され、 且つ (B l) / (A) の重量比がそれら金属酸化 物の重量比に基づいて 0. 01〜0. 50の割合であり、 そして 4. 5~60 nmの • 粒子径を有する変性された金属酸化物粒子。
16. コロイド粒子(A)が酸化第二スズである請求項 15に記載のコーティング組成物。
17. コロイド粒子 (A) が 0. 05 : 1〜 0. 50 : 1の Z r O 2: S n O 2重量比を有 する酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複合体コロイド粒子である請求項 1 5に記載のコーティング組成物。
18. (T 1) 成分の被覆物 (B 1) に更にアルキルアミン含有シリカを加えた請求項 15 乃至請求項 17のいずれか 1項に記載のコーティング組成物。
19. 下記 (S) 成分及び (T2) 成分、 を含有するコーティング組成物。
(S) 成分:一般式 (1)、
(R ) a (R ) bS i (OR ) 4一(a + b) (I)
(但し、 ^ 及び尺^ま、 それぞれアルキル基, ァリール基、 ハロゲン化アルキル基、 ハ ロゲン化ァリール基、 アルケニル基、 又はエポキシ基、 ァクリロイル基、 メタクリロ ィル基、 メルカプト基、 アミノ基、 もしくはシァノ基を有する有機基で且つ S i— C 結合によりケィ素原子と結合しているものであり、 R は炭素数 1〜8のアルキル基、 アルコキシアルキル基、 又はァシル基であり、 a及び bはそれぞれ 0、 1、 又は 2の 整数であり、 3 +ヒは0、 1、 又は 2の整数である。) 及び、 一般式 (1 1)、
C(R ) c S i (OX) 3c2Y (I I)
(但し、 R4は炭素数 1〜5のアルキル基を示し、 Xは炭素数 1~4のアルキル基又はァ シル基を示し、 Yはメチレン基又は炭素数 2〜20のアルキレン基を示し、 cは 0又は 1の整数である。) で表される有機ケィ素化合物、 並びにその加水分解物からなる群より 選ばれた少なくとも 1種のケィ素含有物質、
(T 2) 成分:酸化第二スズ粒子または酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複 合体粒子であり、 これらの酸化物が重量に基づいて Z r〇2: Sn02として 0 : 1〜0.
50 : 1の割合と 4〜 50 nmの粒子径を有するコロイド粒子 (A) を核として、 その 表面が 0. 55~55の S i〇2ZS b205のモル比を有する五酸化アンチモンとシリカ の複合コロイド粒子、 そのオリゴマー、 又はそれらの混合物 (B2) で被覆され、 且つ (B 2) / (A) の重量比がそれら金属酸化物の重量比に基づいて 0. 01~0. 50 の割合であり、 そして 4. 5〜60 nmの粒子径を有する変性された金属酸化物粒子。
20. コロイド粒子(A)が酸化第二スズである請求項 19に記載のコーティング組成物。
21. コロイド粒子 (A) が 0. 05 : 1〜0. 50 : 1の Z r〇2 : Sn02重量比を有 する酸化第二スズ粒子と酸化ジルコニウム粒子との複合体コロイド粒子である請求項 1
9 に記載のコーティング組成物。
22. (T 1) 成分の被覆物 (B2) に更にアルキルアミン含有シリカを加えた請求項 1
9乃至請求項 21のいずれか 1項に記載のコーティング組成物。
23. (A) 成分が、 一般式 (I) で表される有機ケィ素化合物、 及びその加水分解物から なる群より選ばれた少なくとも 1種のケィ素含有物質である請求項 15乃至請求項 22 のいずれか 1項に記載のコーティング組成物。
24. 金属塩、 金属アルコキシド及び金属キレート化合物から成る群から選ばれる 1種以 上の硬化触媒を含有している請求項 15乃至請求項 23のいずれか 1項に記載のコーテ イング組成物。
25. 光学基材表面に請求項 15乃至請求項 24のいずれか 1項に記載のコーティング組 成物より形成される硬化膜を有する光学部材。
26. 請求項 25に記載の光学部材の表面に、 さらに反射防止膜を施したことを特徴とす る光学部材。
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