JP3486202B2 - Translucent surface protective laminated film and method for producing the same - Google Patents
Translucent surface protective laminated film and method for producing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光透過率が高く低反射
率であり、高い表面硬度および機械的強度を有し、耐水
性および耐紫外線性に優れた、透光性表面保護積層膜、
特に太陽電池または電子写真感光体などの表面保護に好
適な、透光性表面保護積層膜およびその製造方法に関す
る。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a translucent surface protective laminated film having a high light transmittance, a low reflectance, a high surface hardness and mechanical strength, and excellent water resistance and ultraviolet resistance. ,
In particular, the present invention relates to a translucent surface protective laminated film suitable for surface protection of solar cells or electrophotographic photoreceptors, and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】透光性の表面保護膜は、太陽電池や電子
写真などの、光を利用する分野で広く用いられており、
透明樹脂や透明ガラスなどが用いられている。2. Description of the Related Art Light-transmitting surface protective films are widely used in the fields of utilizing light, such as solar cells and electrophotography.
Transparent resin or transparent glass is used.
【0003】太陽電池は、現在、広い範囲で利用されて
いる。そのモジュール(目的に応じた数量の太陽電池セ
ルを直列および並列に配線し封入したユニット)の構造
としては、サブストレート方式(下部基板の上にモジュ
ールを並べ、透明樹脂で太陽電池を封入する方式)や、
スーパーストレート方式(太陽電池の受光面側にガラス
などの透明基板を置いてモジュールの支持板とし、その
周囲に透明樹脂を充填し、さらに裏面コートを用いて太
陽電池を封入する方式)が用いられている。太陽電池は
太陽光の受光による起電力を用いるので、高い受光効
率、すなわち高い光透過率および低い反射率が要求され
る。しかし、ここで用いられる透明樹脂や透明ガラス
は、光反射率が高く、さらに太陽光線の光透過率が不十
分であり、しかもこの光透過率は露光時間の長期化と共
に低下するため低い有効起電力しか得られない。さら
に、紫外線による酸化によって耐水性の低下や絶縁不良
が起こり、機械的強度や硬度が不足となるため、実用
上、障害が多い。例えば、太陽電池においては、透明樹
脂として、紫外線による光透過率低下の少ないポリビニ
ルブチラールや、耐湿性に優れたエチレンビニルアセテ
ートなどが使用され、透明ガラスとして、光透過率や耐
衝撃強度に優れた、白板ガラスを熱強化した強化ガラス
などが用いられている。しかし、太陽電池は太陽光に常
時暴露されるため、これらの材料はいずれも、その耐紫
外線性、耐水性、および耐候性共に急速に低下し、その
結果太陽電池素子が作動し難くなる。さらに太陽電池に
使用するためには、理想的には光透過率100%、反射
率5%以下が要求されるが、上記材料ではこの要求に程
遠い。Solar cells are currently used in a wide range. The structure of the module (a unit in which a number of solar cells are wired in series and in parallel according to the purpose and enclosed) is a substrate method (modules are arranged on the lower substrate and the solar cells are enclosed with transparent resin). ),
The super straight method (a method in which a transparent substrate such as glass is placed on the light receiving surface side of the solar cell to serve as a module support plate, the periphery of which is filled with transparent resin, and the solar cell is encapsulated using a backside coat) is used. ing. Since the solar cell uses electromotive force generated by receiving sunlight, high light receiving efficiency, that is, high light transmittance and low reflectance are required. However, the transparent resin and transparent glass used here have high light reflectance and insufficient light transmittance of sunlight, and this light transmittance is low as the exposure time is prolonged, resulting in low effective transmittance. Only electricity can be obtained. Further, oxidation due to ultraviolet rays causes a decrease in water resistance and insulation failure, resulting in insufficient mechanical strength and hardness, which causes many practical problems. For example, in a solar cell, as a transparent resin, polyvinyl butyral, which has a small decrease in light transmittance due to ultraviolet rays, or ethylene vinyl acetate, which has excellent moisture resistance, is used, and as transparent glass, it has excellent light transmittance and impact resistance. A tempered glass obtained by thermally strengthening white plate glass is used. However, since the solar cell is constantly exposed to sunlight, all of these materials rapidly deteriorate in ultraviolet resistance, water resistance, and weather resistance, and as a result, the solar cell element becomes difficult to operate. Further, for use in a solar cell, ideally, a light transmittance of 100% and a reflectance of 5% or less are required, but the above materials are far from these requirements.
【0004】電子写真感光体についても、その表面保護
に関して、光透過率、反射率および表面硬度など、太陽
電池の場合と共通する改善要求がある。しかし上記のよ
うな樹脂による保護膜では受光効率が悪い。さらに電子
写真感光体の場合、特に機械的強度を要求される度合が
高いため、樹脂などの場合、表面が傷付きやすいという
問題もある。With respect to the surface protection of electrophotographic photoconductors, there are demands for improvement in light transmittance, reflectance, surface hardness, etc., which are common to those in the case of solar cells. However, the protective film made of resin as described above has a poor light receiving efficiency. Further, in the case of an electrophotographic photoreceptor, the degree of which mechanical strength is particularly required is high. Therefore, in the case of a resin or the like, there is a problem that the surface is easily scratched.
【0005】従って、太陽電池セルや電子写真感光体な
どを保護するために、上記の欠点を克服するような、透
光性に優れた保護膜の開発が進められている。Therefore, in order to protect solar cells, electrophotographic photoreceptors and the like, development of a protective film having excellent translucency which overcomes the above-mentioned drawbacks is under way.
【0006】理論的には保護膜の光透過性および硬度は
膜の組成(例えば保護膜が金属酸化物からなる場合には
その組成および酸化状態)と空孔率に依存すると考えら
れている。すなわち、組成が一定であれば膜密度が増加
すると膜の空孔率は減少し、光透過性および膜硬度が上
昇する。しかし、保護膜を形成する場合には基材の熱変
形点、保護膜の膜厚、保護膜形成時の乾燥温度などの種
々のファクターを考慮する必要がある。特に蒸着により
膜を形成する場合には蒸着温度および真空度の考慮も必
要である。このため硬度、耐久性(特に耐紫外線性およ
び耐水性)および保護膜と基材との接着性の点で満足し
得る保護膜を製造することは容易ではない。It is theoretically considered that the light transmittance and hardness of the protective film depend on the composition of the film (for example, when the protective film is made of a metal oxide, its composition and oxidation state) and the porosity. That is, if the composition is constant, the porosity of the film decreases as the film density increases, and the light transmittance and the film hardness increase. However, when forming the protective film, it is necessary to consider various factors such as the thermal deformation point of the base material, the thickness of the protective film, and the drying temperature when forming the protective film. In particular, when forming a film by vapor deposition, it is necessary to consider the vapor deposition temperature and the degree of vacuum. Therefore, it is not easy to produce a protective film that is satisfactory in terms of hardness, durability (especially UV resistance and water resistance) and adhesion between the protective film and the substrate.
【0007】物質に光が当たると、反射、吸収、屈折、
散乱、および分散などの現象が起こる。この光の挙動は
理論的には屈折率、消衰係数などの、物質の光学定数に
支配される。特に太陽電池に光学的に応用される物質の
場合は、太陽光の可視光部分を透過させることが必要で
あり、反射光を最小にするために光の干渉効果が利用さ
れる。When a substance is exposed to light, reflection, absorption, refraction,
Phenomena such as scattering and dispersion occur. The behavior of this light is theoretically governed by the optical constants of the substance such as the refractive index and the extinction coefficient. Particularly in the case of a material optically applied to a solar cell, it is necessary to transmit the visible light portion of sunlight, and the light interference effect is used to minimize reflected light.
【0008】一般にガラスは可視光線に対して表裏両面
で合計約8%の反射率を有する。低屈折率膜、多層干渉
膜、または多孔質層膜のいずれかをガラスにコーティン
グすることによりこの反射率を低減させ得ることが理論
的に知られている。Generally, glass has a total reflectance of about 8% on both front and back sides with respect to visible light. It is theoretically known that this reflectance can be reduced by coating the glass with either a low refractive index film, a multilayer interference film, or a porous layer film.
【0009】上記低屈折率膜は光の干渉効果を利用す
る。ガラスより低屈折率の薄膜を用いることにより反射
率を低減し得る。低屈折率物質としては各種フッ化物
(例えば、MgF2およびAlF3・3NaFすなわち氷
晶石)などが挙げられるが実用上問題が多い。これらは
組成が一定であれば空孔率が大きいほど、低屈折率の膜
となるが、前記したように光透過性は空孔率が小さいほ
ど向上するため、要求される性能を満たすのは困難であ
る。The low refractive index film utilizes the light interference effect. The reflectance can be reduced by using a thin film having a lower refractive index than glass. The low refractive index material various fluorides (e.g., MgF 2 and AlF 3 · 3NaF i.e. cryolite) can be mentioned are, but practically problematic like. If the composition is constant, the larger the porosity, the lower the refractive index of the film. However, as described above, the light transmittance is improved as the porosity is smaller. Have difficulty.
【0010】前記多層干渉膜は、光の干渉理論に基づい
て高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に積層したもので、
単層膜に比べ反射率が低く層数に応じた広い低反射域を
有している。例えば、TiO2とSiO2との交互多層膜
は層数により分光特性が大きく異なっている。The multilayer interference film is formed by alternately laminating high refractive index films and low refractive index films based on the theory of light interference.
It has a lower reflectance than a single-layer film and has a wide low reflection region according to the number of layers. For example, the spectral characteristics of the alternating multilayer film of TiO 2 and SiO 2 greatly differ depending on the number of layers.
【0011】前記多孔質層膜にはスケルトン層などがあ
る。これはガラスの表面を酸処理して得られるスポンジ
状多孔質層である。この場合、光の波長より小さい孔径
(300オングストローム以下)の多孔質層と基材ガラ
スとの屈折率の差、および多孔質層の空孔率により反射
防止作用を有するものと考えられる。The porous layer film includes a skeleton layer and the like. This is a sponge-like porous layer obtained by acid-treating the surface of glass. In this case, the antireflection effect is considered to be due to the difference in the refractive index between the porous layer having a pore size smaller than the wavelength of light (300 angstroms or less) and the base glass, and the porosity of the porous layer.
【0012】以上のように種々の反射率低減の方法があ
るが、膜厚やひび割れなどの問題があり、実用化は困難
である。Although there are various methods for reducing the reflectance as described above, there are problems such as film thickness and cracks, and it is difficult to put them into practical use.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の欠
点を解決するものであり、その目的とするところは、光
透過率が高く低反射率であり、高い表面硬度および機械
的強度を有し、耐水性および耐紫外線性に優れた透光性
表面保護積層膜を提供することにある。本発明の他の目
的は該透光性表面保護積層膜の製造方法を提供すること
にある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional drawbacks, and its object is to have a high light transmittance and a low reflectance, a high surface hardness and a high mechanical strength. However, it is to provide a translucent surface protective laminated film having excellent water resistance and ultraviolet resistance. Another object of the present invention is to provide a method for producing the translucent surface protective laminated film.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の透光性表面保護
積層膜は、基材の少なくとも片面に積層された、少なく
とも2層からなる透光性表面保護積層膜であって、該基
材上に形成された第1の層が、マグネシウムアルコキシ
ドを含む少なくとも2種の金属アルコキシド、アルコキ
シシラン、およびシランカップリング剤を含有する組成
物をゾル−ゲル法によって加水分解および重縮合して得
られる、主成分が無機質である複合ポリマーで形成さ
れ、該第1の層の表面に形成された第2の層が、金属ア
ルコキシドおよびシランカップリング剤を含有する組成
物をゾル−ゲル法によって加水分解および重縮合して得
られる、主成分が有機質である複合ポリマーで形成さ
れ、そのことにより上記目的が達成される。The translucent surface protective laminated film of the present invention is a translucent surface protective laminated film composed of at least two layers laminated on at least one surface of a substrate. The first layer formed above is obtained by hydrolyzing and polycondensing a composition containing at least two metal alkoxides containing magnesium alkoxide, an alkoxysilane, and a silane coupling agent by a sol-gel method. The second layer formed on the surface of the first layer is composed of a composite polymer whose main component is inorganic, and the second layer is hydrolyzed by a sol-gel method to a composition containing a metal alkoxide and a silane coupling agent. And a complex polymer obtained by polycondensation, the main component of which is organic, whereby the above object is achieved.
【0015】本発明の透光性表面保護積層膜の製造方法
は、マグネシウムアルコキシドを含む少なくとも2種の
金属アルコキシド、アルコキシシラン、シランカップリ
ング剤、鉱酸、塩基触媒、水および有機溶媒を含有する
第1の塗工液を基材の少なくとも片面に塗布・乾燥する
工程;金属アルコキシド、シランカップリング剤、水お
よび有機溶媒を含有する第2の塗工液を該第1の塗工層
表面に付与する工程;および該第1の塗工層および第2
の塗工層からなる積層膜を120℃以上で熱処理する工
程;を包含し、そのことにより上記目的が達成される。
光の反射率を低減させるためには、さらに上記積層工程
を繰り返して行い、所望の透光性と反射率を有する表面
保護積層膜を形成することが可能である。The method for producing a translucent surface protective laminated film of the present invention contains at least two metal alkoxides containing magnesium alkoxide, an alkoxysilane, a silane coupling agent, a mineral acid, a base catalyst, water and an organic solvent. A step of applying and drying the first coating liquid on at least one surface of the substrate; a second coating liquid containing a metal alkoxide, a silane coupling agent, water and an organic solvent on the surface of the first coating layer. Applying step; and the first coating layer and the second coating layer
The step of heat-treating the laminated film composed of the coating layer at 120 ° C. or higher; thereby achieving the above object.
In order to reduce the light reflectance, it is possible to further repeat the above-mentioned lamination process to form a surface protective laminated film having a desired translucency and reflectance.
【0016】本発明の透光性表面保護積層膜を形成し得
る基材の素材は特に限定されないが、各種樹脂、特に熱
可塑性樹脂製の、もしくはそれを主成分とする基材、ガ
ラス板、または金属板が好適に用いられる。基材の形態
はフイルム、シート、板状をはじめとする各種成形体で
あり得る。熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート系
樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポ
リエーテル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ビニル系樹脂、
セルロース系樹脂などがある。これらの樹脂は単独重合
体であっても共重合体であってもよい。ガラス板として
は透明度が高く、基板に適した強度を有するシリカガラ
ス、ホウケイ酸ガラスなどがある。金属板としてはアル
ミニウム板、ジュラルミン板,SUS板などがある。The material of the base material capable of forming the translucent surface protective laminated film of the present invention is not particularly limited, but various resins, particularly base materials made of a thermoplastic resin or having a main component thereof, a glass plate, Alternatively, a metal plate is preferably used. The form of the substrate may be a film, a sheet, a plate, or any other type of molded article. As the thermoplastic resin, a polycarbonate resin, a polyolefin resin, a polyester resin, a polyether resin, a polyamide resin, a vinyl resin,
There are cellulosic resins and the like. These resins may be homopolymers or copolymers. Examples of the glass plate include silica glass and borosilicate glass, which have high transparency and strength suitable for the substrate. Examples of metal plates include aluminum plates, duralumin plates, and SUS plates.
【0017】本発明に用いられるアルコキシシランは、
Si(OR1)4で表され、R1は、低級アルキル基(炭
素数1〜4)である。例えばSi(O−CH3)4、Si
(O−C2H5)4が用いられる。これらのアルコキシシ
ランは混合して使用されてもよい。The alkoxysilane used in the present invention is
It is represented by Si (OR 1 ) 4 and R 1 is a lower alkyl group (having 1 to 4 carbon atoms). For example Si (O-CH 3) 4 , Si
(O-C 2 H 5) 4 is used. These alkoxysilanes may be used as a mixture.
【0018】本発明に用いられる金属アルコキシドとし
ては、マグネシウムアルコキシド、アルミニウムアルコ
キシド、チタニウムアルコキシド、ジルコニウムアルコ
キシドなどがある。2種以上のこれらの金属アルコキシ
ドを混合して用いてもよい。これらの金属アルコキシド
は低級アルコキシ基を有する。例えばマグネシウムアル
コキシドは、Mg(OR2)2で表され、R2は低級アル
キル基である。具体的には、Mg(OCH3)2、Mg
(OC2H5)2、Mg(OC3H7)2、Mg(OC4H9)
2などが用いられ得る:アルミニウムアルコキシドは、
Al(OR3)3で表されR3は低級アルキル基 である。
例えば、Al(OCH3)3、Al(OC2H5)3、Al
(OC3H7 )3、Al(OC4H9)3が用いられる:チ
タニウムアルコキシドは、Ti(OR4)4で表され、R
4は低級アルキル基である。例えば、Ti(O−CH3)
4、Ti(O−C2H5)4、Ti(O− C3H7)4、Ti
(O−C4H9)4が用いられる:ジルコニウムアルコキ
シドは、Zr(OR5)4で表され、R5は低級アルキル
基である。具体的には、Zr(O−CH3)4、Zr(O
−C2H5)4、Zr(O−C3H7)4、Zr(O−C
4H9)4などが用いられ得る:各金属アルコキシドは2
種以上を混合して用いてもよい。The metal alkoxide used in the present invention includes magnesium alkoxide, aluminum alkoxide, titanium alkoxide, zirconium alkoxide and the like. You may mix and use 2 or more types of these metal alkoxides. These metal alkoxides have a lower alkoxy group. For example, magnesium alkoxide is represented by Mg (OR 2 ) 2 and R 2 is a lower alkyl group. Specifically, Mg (OCH 3 ) 2 , Mg
(OC 2 H 5 ) 2 , Mg (OC 3 H 7 ) 2 , Mg (OC 4 H 9 )
2, etc. may be used: aluminum alkoxide
It is represented by Al (OR 3 ) 3 and R 3 is a lower alkyl group.
For example, Al (OCH 3 ) 3 , Al (OC 2 H 5 ) 3 , Al
(OC 3 H 7 ) 3 and Al (OC 4 H 9 ) 3 are used: The titanium alkoxide is represented by Ti (OR 4 ) 4 and R
4 is a lower alkyl group. For example, Ti (O-CH 3)
4, Ti (O-C 2 H 5) 4, Ti (O- C 3 H 7) 4, Ti
(O-C 4 H 9) 4 is used: zirconium alkoxide is represented by Zr (OR 5) 4, R 5 is a lower alkyl group. Specifically, Zr (O-CH 3) 4, Zr (O
-C 2 H 5) 4, Zr (O-C 3 H 7) 4, Zr (O-C
4 H 9 ) 4 etc. can be used: each metal alkoxide is 2
You may mix and use 1 or more types.
【0019】基材上に形成される第1の層を形成するた
めの金属アルコキシドには、マグネシウムアルコキシド
が含有される。その使用量は、第1の層を形成するため
の塗工液の総重量の0.01〜3重量%であり、好まし
くは0.01〜0.03重量%である。マグネシウムア
ルコキシドの添加によって、微量のMgOが生成し、ゾ
ル−ゲル法加水分解時のアルミナ粒子の成長を防いで、
皮膜内部のアルミナ粒子の大きさが可視光線の波長以下
に保たれる。このことにより可視光の透過性を良好にし
得る。The metal alkoxide for forming the first layer formed on the substrate contains magnesium alkoxide. The amount used is 0.01 to 3% by weight, preferably 0.01 to 0.03% by weight, based on the total weight of the coating liquid for forming the first layer. The addition of magnesium alkoxide produces a trace amount of MgO, preventing the growth of alumina particles during sol-gel hydrolysis,
The size of the alumina particles inside the coating is kept below the wavelength of visible light. This can improve the transparency of visible light.
【0020】該第1の層を形成するための金属アルコキ
シドには、好ましくは、さらにアルミニウムアルコキシ
ドおよび/またはチタニウムアルコキシドが含有され
る。The metal alkoxide for forming the first layer preferably further contains an aluminum alkoxide and / or a titanium alkoxide.
【0021】アルミニウムアルコキシドを用いることに
よって、得られる保護膜の硬度が上がり、基材の表面硬
度が向上する。その使用量は、第1の層を形成するため
の塗工液中においては、上記アルコキシシラン100重
量部に対して50重量部以下の範囲であり、好ましくは
約30重量部である。50重量部を上回ると、形成され
る複合ポリマーの剛性および脆性が大きくなり、その結
果該コーティング膜が亀裂し、あるいは剥離しやすくな
る。By using the aluminum alkoxide, the hardness of the resulting protective film is increased and the surface hardness of the base material is improved. The amount used is 50 parts by weight or less, preferably about 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alkoxysilane in the coating liquid for forming the first layer. When it exceeds 50 parts by weight, rigidity and brittleness of the formed composite polymer are increased, and as a result, the coating film is easily cracked or peeled off.
【0022】チタニウムアルコキシドを用いることによ
って、得られる保護膜の硬度が上がり、基材の表面硬度
が著しく向上する。その使用量は、上記アルコキシシラ
ン100重量部に対して30重量部以下の範囲であり、
好ましくは約20重量部である。30重量部を上回る
と、形成される該複合ポリマーの剛性および脆性が大き
くなり、その結果該コーティング膜が剥離しやすくな
る。By using the titanium alkoxide, the hardness of the resulting protective film is increased and the surface hardness of the base material is remarkably improved. The amount used is 30 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the alkoxysilane,
It is preferably about 20 parts by weight. When it exceeds 30 parts by weight, rigidity and brittleness of the formed composite polymer are increased, and as a result, the coating film is easily peeled off.
【0023】該第1の層を形成するための金属アルコキ
シドには、さらにジルコニウムアルコキシドがふくまれ
ていてもよい。ジルコニウムアルコキシドは、ジルコニ
ウムアルコキシドを用いることによって、得られる保護
膜の靭性や耐熱性が向上する。その使用量は、上記アル
コキシシラン100重量部に対して10重量部以下の範
囲であり、好ましくは約5重量部である。10重量部を
上回ると、形成される複合ポリマーはゲル化しやすく、
脆性が大きくなり、その結果該保護膜が剥離しやすくな
る。The metal alkoxide for forming the first layer may further contain zirconium alkoxide. The zirconium alkoxide improves the toughness and heat resistance of the resulting protective film by using the zirconium alkoxide. The amount used is in the range of not more than 10 parts by weight, preferably about 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alkoxysilane. If it exceeds 10 parts by weight, the formed composite polymer tends to gel,
The brittleness is increased, and as a result, the protective film is easily peeled off.
【0024】第1の層の上に形成される第2の層を形成
するための金属アルコキシドには好ましくはマグネシウ
ムアルコキシドが含有される。第2の層を形成するため
の、マグネシウムアルコキシドの使用量は上記の第1の
層の場合と同様であり、第2の層を形成するための塗工
液の総重量の0.01〜3重量%であり、好ましくは
0.01〜0.03重量%である。The metal alkoxide for forming the second layer formed on the first layer preferably contains magnesium alkoxide. The amount of magnesium alkoxide used for forming the second layer is the same as in the case of the above-mentioned first layer, and is 0.01 to 3 of the total weight of the coating liquid for forming the second layer. % By weight, preferably 0.01 to 0.03% by weight.
【0025】該第2の層を形成するための金属アルコキ
シドには、好ましくは、さらにアルミニウムアルコキシ
ドが含有される。その使用量は、第2の層を形成するた
めの塗工液中においては、塗工液の総重量の3〜20重
量%であり、好ましくは約8.5重量%である。The metal alkoxide for forming the second layer preferably further contains an aluminum alkoxide. The amount of its use in the coating solution for forming the second layer is 3 to 20% by weight, preferably about 8.5% by weight, based on the total weight of the coating solution.
【0026】上記アルコキシドと共に用いられるシラン
カップリング剤は、既知の反応性有機置換基を含有する
オルガノアルコキシシランを包含する。特に、エポキシ
基を含有するオルガノアルコキシシランが好適である。
その例としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシ
シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチ
ルトリメトキシシラン、などがある。このようなシラン
カップリング剤の2種以上を混合して用いてもよい。そ
の使用量は、第1の層を形成するための塗工液中におい
ては、アルコキシシラン100重量部に対して10〜5
0重量部の範囲内である。50重量部以上を使用すると
形成される該複合ポリマーの硬度が低下する。第2の層
を形成するための塗工液中においては、アルミニウムア
ルコキシド100重量部に対して400〜700重量部
の割合で用いられ、該第2の層を形成するための塗工液
の全体に対して30〜60重量%の割合で用いられる。The silane coupling agents used with the above alkoxides include organoalkoxysilanes containing known reactive organic substituents. In particular, an organoalkoxysilane containing an epoxy group is suitable.
Examples thereof include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and the like. You may mix and use 2 or more types of such a silane coupling agent. The amount used is 10 to 5 with respect to 100 parts by weight of alkoxysilane in the coating liquid for forming the first layer.
Within the range of 0 parts by weight. When 50 parts by weight or more is used, the hardness of the formed composite polymer is lowered. In the coating liquid for forming the second layer, it is used in a proportion of 400 to 700 parts by weight relative to 100 parts by weight of the aluminum alkoxide, and the entire coating liquid for forming the second layer. Used in an amount of 30 to 60% by weight.
【0027】本発明の方法に用いられ、主として重縮合
触媒として作用する塩基触媒は、水に実質的に不溶であ
り、かつ有機溶媒に可溶である第三アミンを包含する。
その例としては、N,N−ジメチルベンジルアミン、ト
リプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルア
ミンがあり、特にN,N−ジメチルベンジルアミンが好
適である。その使用量は、該アルコキシシラン、該金属
アルコキシド、および該シランカップリング剤の合計量
100重量部あたり0.1〜1重量部であり、好ましく
は約0.3重量部である。Base catalysts used primarily in the polycondensation catalyst used in the process of the present invention include tertiary amines which are substantially insoluble in water and soluble in organic solvents.
Examples thereof include N, N-dimethylbenzylamine, tripropylamine, tributylamine and tripentylamine, with N, N-dimethylbenzylamine being particularly preferred. The amount used is 0.1 to 1 part by weight, preferably about 0.3 part by weight, per 100 parts by weight of the total amount of the alkoxysilane, the metal alkoxide, and the silane coupling agent.
【0028】本発明の方法に用いられる鉱酸は、ゾル−
ゲル法の酸触媒として作用するとともに、アルミニウム
アルコキシドを溶解させる働きを有する。その例として
は硫酸、塩酸、硝酸などがあげられる。該鉱酸の使用量
は、アルコキシシラン、金属アルコキシド、およびシラ
ンカップリング剤のアルコキシド部分(アルコキシシラ
ンおよび金属アルコキシドの場合OR1、OR2、O
R3、OR4またはOR5に相当する部分)100重量部
に対し1〜10重量部であり、好ましくは約5.0重量
部である。The mineral acid used in the method of the present invention is sol-
It acts as an acid catalyst in the gel method and also has a function of dissolving aluminum alkoxide. Examples thereof include sulfuric acid, hydrochloric acid and nitric acid. The amount of the mineral acid used is alkoxysilane, metal alkoxide, and the alkoxide portion of the silane coupling agent (OR 1 , OR 2 , O in the case of alkoxysilane and metal alkoxide).
1 to 10 parts by weight, preferably about 5.0 parts by weight, relative to 100 parts by weight of R 3 , OR 4 or OR 5 ).
【0029】本発明の方法で用いられる第1および第2
の塗工液においては、それぞれ、アルコキシシランおよ
び金属アルコキシドの合計100重量部に対して、1〜
30重量部の水が用いられる。水の量が30重量部を上
回ると、アルコキシシランや金属アルコキシドの加水分
解が過剰に進むため、該加水分解物が重縮合して得られ
る複合ポリマーは、高度に架橋し、多孔性で密度の低い
ポリマーとなる。その結果、基材の表面硬度を向上させ
ることができない。水の量が1重量部を下回ると、加水
分解反応が進行しにくくなる。First and Second Used in the Method of the Invention
In the coating liquid of 1 to 1 part by weight with respect to the total of 100 parts by weight of alkoxysilane and metal alkoxide,
30 parts by weight of water are used. When the amount of water exceeds 30 parts by weight, the hydrolysis of the alkoxysilane and the metal alkoxide proceeds excessively, so the composite polymer obtained by polycondensation of the hydrolyzate is highly crosslinked, and is porous and has a high density. It is a low polymer. As a result, the surface hardness of the base material cannot be improved. When the amount of water is less than 1 part by weight, the hydrolysis reaction is difficult to proceed.
【0030】本発明の方法に用いられる有機溶媒として
は、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチ
ルアルコールなど、水と相溶性のある溶媒が用いられ
る。その使用量は、通常は、上記アルコキシシラン、金
属アルコキシド、シランカップリング剤、水、鉱酸およ
び塩基触媒の合計100重量部あたり50〜150重量
部である。As the organic solvent used in the method of the present invention, a solvent compatible with water such as ethyl alcohol, isopropyl alcohol and butyl alcohol is used. The amount used is usually 50 to 150 parts by weight per 100 parts by weight of the total of the above alkoxysilane, metal alkoxide, silane coupling agent, water, mineral acid and base catalyst.
【0031】本発明の方法によれば、本発明の透光性積
層表面保護膜は、例えば以下のようにして形成される。
まず、上記アルコキシシラン、金属アルコキシド(マグ
ネシウムアルコキシドおよび必要に応じて他の金属アル
コキシドを含む)、シランカップリング剤、鉱酸、ゾル
−ゲル法(塩基)触媒および有機溶媒を混合して塗工液
を調製する(これを塗工液Aとする)。同様に、金属ア
ルコキシド、シランカップリング剤、水、有機溶媒、お
よび必要に応じて酸触媒および/または塩基触媒を混合
して第2の塗工液を調製する(これを塗工液Bとす
る)。塗工液Aは塗工液Bに比べて無機成分の含有量が
多い。塗工液AおよびBを用いて後述のように透光性表
面保護積層膜を調製したときに、塗工液Aから調製され
る第1の層においては、無機質と有機質との構成成分比
(重量比)が95:5〜60:40の範囲であり、好ま
しくは80:20である。塗工液Bから調製される第2
の層においては無機質と有機質との構成成分比(重量
比)が30:70〜50:50の範囲であり、好ましく
は40:60である。ここで無機質とは、塗工液に含ま
れるアルコキシシラン、金属アルコキシドおよびシラン
カップリング剤がすべて縮合して、生成したアルコール
などが系から除かれたと考えた場合の、SiO2および
Al2O3などの金属酸化物の形に換算される部分をい
う。ここで有機質とはシランカップリング剤のアルコキ
シ基以外の置換基の部分をいう。上記塗工液Aを基材の
表面に塗工し常温にて風乾し、指触乾燥状態とした時点
で、その表面に塗工液Bを塗布する。これを乾燥させた
後、120℃〜150℃の範囲の温度で、1分〜10分
間加熱すると、本発明の積層保護膜が得られる。必要に
応じて、塗工液AおよびBをこの順序で順次塗工して積
層を繰り返し、上記加熱処理を行い、所望の表面硬度を
有する積層保護膜を得る。According to the method of the present invention, the translucent laminated surface protective film of the present invention is formed, for example, as follows.
First, the above-mentioned alkoxysilane, metal alkoxide (including magnesium alkoxide and optionally other metal alkoxide), silane coupling agent, mineral acid, sol-gel method (base) catalyst and organic solvent are mixed to obtain a coating liquid. Is prepared (this is referred to as coating liquid A). Similarly, a metal alkoxide, a silane coupling agent, water, an organic solvent, and, if necessary, an acid catalyst and / or a base catalyst are mixed to prepare a second coating liquid (this is referred to as coating liquid B). ). The coating liquid A has a higher content of inorganic components than the coating liquid B. When a translucent surface protective laminated film is prepared using the coating liquids A and B as described below, in the first layer prepared from the coating liquid A, the component ratio of the inorganic substance and the organic substance ( The weight ratio is in the range of 95: 5 to 60:40, preferably 80:20. Second prepared from coating liquid B
In the layer (1), the ratio of the constituents (weight ratio) of the inorganic substance and the organic substance is in the range of 30:70 to 50:50, preferably 40:60. Here, the term “inorganic” means SiO 2 and Al 2 O 3 when it is considered that the alkoxysilane, the metal alkoxide and the silane coupling agent contained in the coating liquid are all condensed to remove the produced alcohol and the like from the system. Refers to the portion converted to the form of metal oxide such as. Here, the term "organic substance" means a portion of the substituent other than the alkoxy group of the silane coupling agent. When the coating liquid A is applied to the surface of the base material and air-dried at room temperature to bring it into a touch-free state, the coating liquid B is applied to the surface. After being dried, it is heated at a temperature in the range of 120 ° C. to 150 ° C. for 1 minute to 10 minutes to obtain the laminated protective film of the present invention. If necessary, the coating liquids A and B are sequentially applied in this order, lamination is repeated, and the above heat treatment is performed to obtain a laminated protective film having a desired surface hardness.
【0032】以上のようにして得られる本発明の透光性
表面保護積層膜は、基材の表面に所望の硬度を付与し、
また該保護膜の基材に対する接着性に優れる。基材表面
の耐水性、特に耐温水性も飛躍的に上昇する。The translucent surface protective laminated film of the present invention obtained as described above imparts a desired hardness to the surface of the substrate,
Moreover, the protective film has excellent adhesion to the substrate. The water resistance of the surface of the base material, especially the hot water resistance, also increases dramatically.
【0033】[0033]
【作用】本発明の方法においては、塗工液A中のアルコ
キシシランおよび金属アルコキシドが加水分解され(主
として酸触媒が働く)水酸基を生じる。次いでゾル−ゲ
ル法触媒(塩基触媒)の働きによって、該水酸基の脱プ
ロトン化がおこり、加水分解生成物同士が脱水重縮合す
る。このとき、同時に前記シランカップリング剤のアル
コキシ基も加水分解されて水酸基を生じ、また塩基触媒
の働きによりエポキシ基の開環も起こり、やはり水酸基
を生じる。加水分解された該シランカップリング剤と加
水分解された該アルコキシシランおよび該金属アルコキ
シドとの重縮合反応も進行する。生成する重縮合物は、
Si−O−Si、Si−O−Al、Si−O−Tiなど
の結合からなる無機質部分と、シランカップリング剤の
アルコキシ基以外の置換基、例えばエポキシ基を含む部
分に起因する有機質部分とを含有する複合ポリマーであ
る。In the method of the present invention, the alkoxysilane and the metal alkoxide in the coating liquid A are hydrolyzed (mainly acting as an acid catalyst) to form a hydroxyl group. Next, the sol-gel method catalyst (base catalyst) acts to deprotonate the hydroxyl groups, resulting in dehydration polycondensation of the hydrolysis products. At this time, at the same time, the alkoxy group of the silane coupling agent is also hydrolyzed to generate a hydroxyl group, and the epoxy group is also opened by the action of a base catalyst to generate a hydroxyl group. The polycondensation reaction of the hydrolyzed silane coupling agent with the hydrolyzed alkoxysilane and the metal alkoxide also proceeds. The polycondensate produced is
Inorganic moieties consisting of bonds such as Si-O-Si, Si-O-Al, Si-O-Ti, and organic moieties resulting from moieties other than alkoxy groups of silane coupling agents, such as moieties containing epoxy groups. Is a composite polymer containing
【0034】上記反応においては、例えば、(I)式に
示される部分構造式に加えて、さらにシランカップリン
グ剤に起因する部分を有する網目状3次元のポリマーが
まず生成する。該ポリマーは網目状の構造の中にアルコ
キシ基を有する。該アルコキシ基は、存在する鉱酸の触
媒作用によって加水分解されて水酸基を生じ、該水酸基
がさらに結合を形成して、(II)式に示される複合ポリ
マーが生じると考えられる。上記重縮合反応において
は、ゾル−ゲル法触媒(塩基触媒)の働きにより先ず水
酸基が脱プロトン化し、次いで重縮合が進行する。ここ
で、下記(I)式および(II)式は、連続的な3次元架
橋構造の一部分を例示したものであり、この構造に限定
されない。(II)式中の波線(〜)は、使用されたシラ
ンカップリング剤の分子中の反応性有機置換基、例えば
エポキシ基と、該シランカップリング剤の分子中のケイ
素との間の有機鎖に由来する部分である。例えば、シラ
ンカップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシランを使用する場合は、この波線部分は−C
H2OCH2CH2CH2−に対応する。In the above reaction, for example, in addition to the partial structural formula represented by the formula (I), a three-dimensional network polymer having a part derived from the silane coupling agent is first produced. The polymer has an alkoxy group in a network structure. It is considered that the alkoxy group is hydrolyzed by the catalytic action of the existing mineral acid to form a hydroxyl group, and the hydroxyl group further forms a bond to form the composite polymer represented by the formula (II). In the polycondensation reaction, the hydroxyl group is first deprotonated by the action of the sol-gel method catalyst (base catalyst), and then the polycondensation proceeds. Here, the following formulas (I) and (II) exemplify a part of a continuous three-dimensional crosslinked structure and are not limited to this structure. The wavy line (-) in the formula (II) represents an organic chain between a reactive organic substituent in the molecule of the silane coupling agent used, for example, an epoxy group and silicon in the molecule of the silane coupling agent. It is a part derived from. For example, when γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane is used as the silane coupling agent, this wavy line portion is -C.
H 2 OCH 2 CH 2 CH 2 - corresponding to.
【0035】[0035]
【化1】 [Chemical 1]
【0036】本発明の方法においては、上記塗工液調製
の過程で加水分解および重縮合反応が進行する。例え
ば、上記塗工液Aは、主成分としてSiO2、Mg2O、
Al2O3および TiO2などを含有し得る無機質成分
と、シランカップリング剤のアルコキシ基以外の置換基
に起因する有機質成分とからなる複合ポリマーを生成
し、該複合ポリマーは常温風乾で簡単に指触乾燥状態と
なって軟らかい膜を形成する。その上層に塗布される上
記塗工液Bも、シランカップリング剤と金属アルコキシ
ドとの間で加水分解および重縮合反応によって複合ポリ
マーを生成する。塗工液AおよびBにより形成される該
膜においては、120℃〜150℃の温度で加熱乾燥す
ることにより重縮合が完全に進行して硬化する。In the method of the present invention, hydrolysis and polycondensation reactions proceed in the process of preparing the coating solution. For example, the coating liquid A contains SiO 2 , Mg 2 O,
A composite polymer composed of an inorganic component capable of containing Al 2 O 3 and TiO 2 and an organic component derived from a substituent other than the alkoxy group of the silane coupling agent is produced, and the composite polymer is easily dried at room temperature in air. It becomes dry to the touch and forms a soft film. The above coating liquid B applied to the upper layer also produces a composite polymer by hydrolysis and polycondensation reaction between the silane coupling agent and the metal alkoxide. In the film formed of the coating liquids A and B, polycondensation completely proceeds and is cured by heating and drying at a temperature of 120 ° C to 150 ° C.
【0037】その際、該塗工液Bより形成される第2の
層(上層)の複合ポリマーは、シランカップリング剤に
起因する反応性有機置換基、例えばエポキシ基を多く含
む。シランカップリング剤のエポキシ基は、上述したよ
うに塩基触媒により開環し、加熱により重合し、硬化し
て高密度のポリマーとなる。その結果、塗膜が熱収縮を
起こし、エポキシ基を硬化させたときに特有の圧縮応力
を生じる。一方、該塗工液Aにより形成される第1の層
(下層)の複合ポリマーは内部において比較的ゆっくり
と乾燥収縮するために、第2の層からの圧縮応力が加わ
りやすく、これにより第1の層の無機質部分の密度が上
昇する。冷却固化の過程で第1の層の内部の密度が高く
なることによる圧縮応力が硬化した第2の層に働き、そ
の硬度が更に向上される。このように、強い圧縮応力層
(第2の層)を作ることにより張力破壊に対して圧縮応
力分だけ密度が向上し、分子配列や硬度が強化されると
共に、第1の層の空孔率が減少し、かつ密度上昇に伴い
緻密な透光層となる。さらに、第1の層と第2の層との
屈折率の差により、高屈折率の膜と低屈折率の膜とが交
互に積層した多層干渉膜となり、その表面はスケルトン
層のような、光の波長より小さい孔径の多孔質層となっ
て反射率を低減する。At this time, the composite polymer of the second layer (upper layer) formed from the coating liquid B contains a large amount of reactive organic substituents derived from the silane coupling agent, for example, epoxy groups. As described above, the epoxy group of the silane coupling agent is ring-opened by the base catalyst, polymerized by heating, and cured to become a high density polymer. As a result, the coating film undergoes heat shrinkage, resulting in a unique compressive stress when the epoxy group is cured. On the other hand, the composite polymer of the first layer (lower layer) formed by the coating liquid A undergoes a relatively slow drying shrinkage inside, so that a compressive stress from the second layer is easily applied, whereby the first layer (lower layer) is formed. The density of the inorganic portion of the layer increases. In the process of cooling and solidification, the compressive stress due to the increase in the internal density of the first layer acts on the hardened second layer, and the hardness thereof is further improved. In this way, by forming a strong compressive stress layer (second layer), the density is increased by the amount of compressive stress against tension fracture, the molecular arrangement and hardness are strengthened, and the porosity of the first layer is increased. Is reduced, and a dense light-transmitting layer is formed as the density increases. Furthermore, due to the difference in refractive index between the first layer and the second layer, a high-refractive index film and a low-refractive index film are alternately laminated to form a multilayer interference film, the surface of which is like a skeleton layer. It becomes a porous layer having a pore size smaller than the wavelength of light to reduce the reflectance.
【0038】上記表面強度向上のメカニズムはガラスの
表面高度を高くするための物理強化法および化学強化法
の原理とも通じるところがある。物理強化法(風冷強化
法)は、ガラスをその軟化温度近くまで加熱後、急冷す
る方法である。急冷によりガラス表面は直ちに固化する
ため強い圧縮応力層を形成し、内部は比較的ゆっくり冷
却収縮するために、表面層に圧縮応力がかかる。このこ
とにより、張力破壊に対して圧縮応力分だけ強化され
る。化学強化法(イオン強化法)は、ガラス中のアルカ
リイオン(ナトリウムイオン)をより大きい一価イオン
で置換し、その容積増加によって圧縮応力を発生させる
方法である。The mechanism for improving the surface strength is similar to the principle of the physical strengthening method and the chemical strengthening method for increasing the surface height of glass. The physical strengthening method (wind cooling strengthening method) is a method in which glass is heated to near its softening temperature and then rapidly cooled. Upon rapid cooling, the glass surface immediately solidifies to form a strong compressive stress layer, and the interior relatively cools and contracts relatively slowly, so compressive stress is applied to the surface layer. As a result, the tensile stress is strengthened by the compressive stress. The chemical strengthening method (ion strengthening method) is a method in which alkali ions (sodium ions) in glass are replaced with larger monovalent ions and a compressive stress is generated by increasing the volume thereof.
【0039】上記塗工液Aのみを基材に塗布し120〜
150℃で乾燥固化した場合、特に基材が樹脂の場合、
生成する被膜は全面に細かい亀裂を有し該基材への接着
性も悪い。これは、該基材の樹脂と、該塗工液Aより生
成する複合ポリマーとの熱膨張率および収縮度の差によ
る。これに対して、該塗工液Aを常温風乾することによ
り軟らかい第1の層を形成し、該第1の層を、有機質を
より多く含有する塗工液Bによる第2の層で被覆して、
同じ条件で乾燥固化した場合は、まず固化熱収縮される
該第2の層の複合ポリマーの有機質成分による靭性によ
り保護されつつ、発生した内部応力により該第1の層の
無機質成分の密度が増加するため亀裂は発生しない。Only the above coating liquid A is applied to the base material to form 120-
When dried and solidified at 150 ° C, especially when the substrate is resin,
The resulting coating has fine cracks on the entire surface and also has poor adhesion to the substrate. This is due to the difference in the coefficient of thermal expansion and the degree of shrinkage between the resin of the base material and the composite polymer produced from the coating liquid A. On the other hand, the coating liquid A is air-dried at room temperature to form a soft first layer, and the first layer is coated with the second layer of the coating liquid B containing more organic substances. hand,
When dried and solidified under the same conditions, the density of the inorganic component of the first layer increases due to the internal stress generated while being protected by the toughness of the organic component of the composite polymer of the second layer that is solidified and heat-shrinked. Therefore, no crack occurs.
【0040】本発明の方法によって、例えばガラス板上
およびSUS板上に太陽電池素子を置いて、該積層保護
膜をコートした場合、紫外・可視光領域の分光吸収、す
なわち光透過率は100%、反射率は5%以下となる。
さらに耐候性、表面硬度、密着性、耐衝撃性、耐火災性
などの面でも優れた性能を示し、太陽電池や電子写真感
光体などに好適な表面保護膜として、半恒久的な保護性
能を示すに至った。When a solar cell element is placed on a glass plate and a SUS plate by the method of the present invention and the laminated protective film is coated, the spectral absorption in the ultraviolet / visible light region, that is, the light transmittance is 100%. The reflectance is 5% or less.
Furthermore, it shows excellent performance in terms of weather resistance, surface hardness, adhesion, impact resistance, fire resistance, etc., and has semi-permanent protective performance as a surface protective film suitable for solar cells and electrophotographic photoreceptors. Came to show.
【0041】本発明の透光性表面保護積層膜の使用目的
は、上述の太陽電池および電子写真感光体に限定され
ず、高光透過率、低反射率などの性能が要求される広い
分野への応用が可能である。例えば、光学レンズ、計器
類のカバーグラス、太陽光集熱板、または、反射防止用
表面コート剤などに、好適に用いられ得る。The purpose of use of the translucent surface protective laminated film of the present invention is not limited to the above-mentioned solar cells and electrophotographic photoreceptors, but it is applicable to a wide range of fields where performances such as high light transmittance and low reflectance are required. It can be applied. For example, it can be suitably used for an optical lens, a cover glass for instruments, a solar heat collecting plate, or an antireflection surface coating agent.
【0042】[0042]
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて説明する。EXAMPLES The present invention will be described below based on examples.
【0043】 表1に示す成分(各々重量部)に従って
チタニウムテトライソプロポキシド、マグネシウムエト
キシド、アルミニウムイソプロポキシド、エチルシリケ
ート、エタノール、塩酸(表1および表2のHClは乾
燥HCl換算の塩酸の量である)、および水を混合し、
常温(約25℃)で攪拌した。約30分から2時間の攪
拌の後、あらかじめ調製したシランカップリング剤SH
6040(東レダウコーニング社製)およびN,N−ジ
メチルベンジルアミンのエタノール溶液を加えて更に攪
拌し、塗工液Aを得た。The titanium tetraisopropoxide according to the components (each parts by weight) shown in Table 1, magnesium c Muetokishido, aluminum isopropoxide, ethyl silicate, ethanol, hydrochloric acid (Tables 1 and 2 HCl is dry HCl Conversion hydrochloride Amount), and water,
The mixture was stirred at room temperature (about 25 ° C). After stirring for about 30 minutes to 2 hours, the silane coupling agent SH prepared in advance
6040 (manufactured by Toray Dow Corning) and an ethanol solution of N, N-dimethylbenzylamine were added and further stirred to obtain a coating liquid A.
【0044】次に表2に示す成分(各々重量部)に従っ
て、アルミニウムイソプロポキシド、マグネシウムエト
キシド、塩酸、エタノール、および水を混合し、常温
(約25℃)で攪拌した。約30分の攪拌の後、あらか
じめ調製したSH6040(東レダウコーニング社製)
のエタノール溶液を加えて更に攪拌し、塗工液Bを得
た。Next, according to the components shown in Table 2 (each part by weight), aluminum isopropoxide, magnesium ethoxide, hydrochloric acid, ethanol and water were mixed and stirred at room temperature (about 25 ° C.). SH6040 (manufactured by Toray Dow Corning) prepared in advance after stirring for about 30 minutes
The ethanol solution of was added and further stirred to obtain a coating liquid B.
【0045】基材として、ガラス板またはSUS板を用
いた。該塗工液Aを該基材の表面に均等の厚さに塗布
し、風乾で2〜3分間乾燥した。指触乾燥状態となった
時点で、その表面に該塗工液Bを均等の厚さに塗布し、
150℃の乾燥炉中で3〜10分間熱処理した。A glass plate or a SUS plate was used as the substrate. The coating liquid A was applied to the surface of the base material in a uniform thickness, and dried by air drying for 2 to 3 minutes. At the time when the surface becomes dry to the touch, apply the coating liquid B to the surface in a uniform thickness,
It heat-processed for 3 to 10 minutes in a 150 degreeC drying oven.
【0046】得られた積層膜の紫外・可視領域の分光吸
収を測定した結果、この段階では、可視光吸収100%
および反射率5%以下であった。さらに耐候性試験のた
めXeサンシャインウェザーメーターを用いて外観変化
を観察したところ10,000時間で黄変し始め、2
0,000時間で褐色となった。これは耐候性としては
10年以上の信頼性にあたる。硬度は鉛筆硬度で4H、
密着性はクロスハッチテストで100/100であっ
た。耐衝撃性を試験するために500gを430mmの
高さから落下させたところわずかに剥離したのみであっ
た。耐火災性を試験するために炎を近付けたところ、無
着火であった。The spectral absorption in the ultraviolet / visible region of the obtained laminated film was measured, and as a result, at this stage, the visible light absorption was 100%.
And the reflectance was 5% or less. Furthermore, when a change in appearance was observed using a Xe sunshine weather meter for a weather resistance test, it began to turn yellow after 10,000 hours.
It turned brown at 10,000 hours. This corresponds to a weather resistance of 10 years or more. The pencil hardness is 4H,
The adhesion was 100/100 in the crosshatch test. When 500 g was dropped from a height of 430 mm in order to test the impact resistance, only slight peeling occurred. When a flame was approached to test the fire resistance, there was no ignition.
【0047】[0047]
【表1】 [Table 1]
【0048】[0048]
【表2】 [Table 2]
【0049】[0049]
【発明の効果】本発明によれば、マグネシウムアルコキ
シドを含む少なくとも2種の金属アルコキシド、アルコ
キシシラン、およびシランカップリング剤を含有する第
1の塗工液、および金属アルコキシドおよびシランカッ
プリング剤を含有する第2の塗工液を基材上に順次塗布
して硬化させることにより、透光性表面保護積層膜が形
成される。この透光性表面保護積層膜は、光透過性が高
く低反射率であり、かつ高い表面硬度および機械的強度
を有し、耐水性および耐紫外線性に優れており、太陽電
池や電子写真感光体などの表面保護のために好適に用い
られる。According to the present invention, a first coating liquid containing at least two metal alkoxides containing magnesium alkoxide, an alkoxysilane, and a silane coupling agent, and a metal alkoxide and a silane coupling agent are contained. The light-transmitting surface protective laminated film is formed by sequentially applying the second coating liquid to the base material and curing it. This translucent surface protective laminated film has high light transmittance, low reflectance, high surface hardness and mechanical strength, and excellent water resistance and ultraviolet resistance. It is preferably used for protecting the surface of the body and the like.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C09D 183/00 C09D 183/00 G02B 1/04 G02B 1/04 (72)発明者 吉田 重夫 滋賀県野洲郡野洲町大字大篠原6番地 株式会社中戸研究所内 (56)参考文献 特開 平5−179027(JP,A) 特開 昭61−142605(JP,A) 特開 昭55−21251(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 C08J 7/04 - 7/06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI C09D 183/00 C09D 183/00 G02B 1/04 G02B 1/04 (72) Inventor Shigeo Yoshida Oshima Shinohara, Yasu-cho, Yasu-gun, Shiga Prefecture No. 6 in Nakato Research Institute Co., Ltd. (56) Reference JP-A-5-179027 (JP, A) JP-A-61-142605 (JP, A) JP-A-55-21251 (JP, A) (58) Survey Areas (Int.Cl. 7 , DB name) B32B 1/00-35/00 C08J 7 /04-7/06
Claims (8)
くとも2層からなる透光性積層膜であって、 該基材上に形成された第1の層が、マグネシウムアルコ
キシドを含む少なくとも2種の金属アルコキシド、アル
コキシシラン、およびシランカップリング剤を含有する
組成物をゾル−ゲル法によって加水分解および重縮合し
て得られる、無機質と有機質との重量比が95:5〜6
0:40の範囲である複合ポリマーで形成され、 該第1の層の表面に形成された第2の層が、金属アルコ
キシドおよびシランカップリング剤を含有する組成物を
ゾル−ゲル法によって加水分解および重縮合して得られ
る、主成分が有機質である複合ポリマーで形成される、 透光性表面保護積層膜。1. A translucent laminated film comprising at least two layers laminated on at least one surface of a base material, wherein the first layer formed on the base material is at least two kinds containing magnesium alkoxide. metal alkoxides, alkoxysilanes, and the composition containing the silane coupling agent sol - obtained by combined hydrolysis and polycondensation by the gel method, the weight ratio of the non-machine quality and organic 95: 5-6
A second layer formed of a composite polymer in the range of 0:40 and formed on the surface of the first layer hydrolyzes a composition containing a metal alkoxide and a silane coupling agent by a sol-gel method. And a translucent surface protective laminated film formed from a composite polymer having an organic main component, which is obtained by polycondensation.
キシドが、マグネシウムアルコキシドを含む少なくとも
2種の金属アルコキシドである、請求項1に記載の透光
性表面保護積層膜。2. The translucent surface protective laminated film according to claim 1, wherein the metal alkoxide for forming the second layer is at least two kinds of metal alkoxide containing magnesium alkoxide.
ウムアルコキシド以外の金属アルコキシドとして、少な
くともアルミニウムアルコキシドおよびチタニウムアル
コキシドを含有し、かつ前記第2の層を形成するため
の、マグネシウムアルコキシド以外の金属アルコキシド
として少なくともアルミニウムアルコキシドを含有す
る、請求項2に記載の透光性表面保護積層膜。3. A metal alkoxide other than magnesium alkoxide for forming the first layer, which contains at least aluminum alkoxide and titanium alkoxide, and which is used for forming the second layer, other than magnesium alkoxide. The translucent surface protective laminated film according to claim 2, containing at least aluminum alkoxide as the metal alkoxide.
も2種の金属アルコキシド、アルコキシシラン、シラン
カップリング剤、鉱酸、塩基触媒、水および有機溶媒を
含有する第1の塗工液を基材の少なくとも片面に塗布・
乾燥する工程; 金属アルコキシド、シランカップリング剤、水および有
機溶媒を含有する第2の塗工液を該第1の塗工層表面に
付与する工程;および 該第1の塗工層および第2の塗工層からなる積層膜を1
20℃〜150℃で熱処理する工程; を包含する、透光性表面保護積層膜の製造方法。4. A first coating liquid containing at least two metal alkoxides containing magnesium alkoxide, an alkoxysilane, a silane coupling agent, a mineral acid, a base catalyst, water and an organic solvent on at least one side of a substrate. Application /
A step of drying; a step of applying a second coating liquid containing a metal alkoxide, a silane coupling agent, water and an organic solvent to the surface of the first coating layer; and the first coating layer and the second coating layer 1 layered film consisting of coating layers
A step of heat-treating at 20 ° C. to 150 ° C .;
キシドが、マグネシウムアルコキシドを含む少なくとも
2種の金属アルコキシドである、請求項4に記載の透光
性表面保護積層膜の製造方法5. The method for producing a translucent surface protective laminated film according to claim 4, wherein the metal alkoxide contained in the second coating liquid is at least two kinds of metal alkoxide containing magnesium alkoxide.
リング剤が該第2の塗工液の全体に対して30重量%〜
60重量%の割合で含有される、請求項4に記載の透光
性表面保護積層膜の製造方法。6. The second coating liquid contains the silane coupling agent in an amount of 30% by weight to the total weight of the second coating liquid.
The method for producing a light-transmitting surface protective laminated film according to claim 4, wherein the light-transmitting surface protective laminated film is contained in an amount of 60% by weight.
ウムアルコキシド以外の金属アルコキシドとして、少な
くともアルミニウムアルコキシドおよびチタニウムアル
コキシドを含有し、かつ前記第2の塗工液に含有される
マグネシウムアルコキシド以外の金属アルコキシドとし
て、少なくともアルミニウムアルコキシドを含有する、
請求項5に記載の透光性表面保護積層膜の製造方法。7. A metal alkoxide other than magnesium alkoxide contained in the first coating liquid, containing at least aluminum alkoxide and titanium alkoxide, and other than magnesium alkoxide contained in the second coating liquid. Contains at least an aluminum alkoxide as the metal alkoxide of
The method for producing the translucent surface protective laminated film according to claim 5.
つ有機溶媒に可溶な第三アミンである、請求項4に記載
の透光性表面保護積層膜の製造方法。8. The method for producing a translucent surface protective laminated film according to claim 4, wherein the base catalyst is a tertiary amine which is substantially insoluble in water and soluble in an organic solvent.
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