JP5594611B2 - スロットダイ塗工方法 - Google Patents

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Description

発明の詳細な説明
本発明は、基板に光学コーティングを塗布する方法およびその製品に関する。
光機能コーティングが施された基板は周知である。光機能コーティングとは、光学制御を目的としたコーティング、例えば、UV遮蔽または反射防止コーティングである。例えば、光機能コーティングが施された板は、建築用ガラス、園芸用ガラス、ソーラーパネル、額縁用グラス、展示用ガラス(例えば、博物館用ガラス)、電子ディスプレイ用ガラス(例えば、LCDディスプレイガラス)等に使用されている。典型的な光学コーティングの例が反射防止コーティングである。未処理のフロートガラス板は、ガラスを垂線付近の角度(5°オフセット)から見ると光が強力に反射(通常は約10%)する。通常これは基板の機能を低下させ、多くの場合は美観を損ねるので望ましいものではない。
一般に、光学コーティングは、スパッタリングもしくは物理蒸着等のいわゆる乾式塗布(dry application)法または例えば、ディップ、スプレー、もしくはカーテン塗工といった湿式塗布法のいずれかを用いて塗布される。
ディップ塗工方法は、塗工液を含む容器にガラス板を浸した後、特定の速度で引き上げるものである。この方法は光学薄膜の塗布に慣用されている。この方法は「乾式」塗布法よりも費用効率が高いが、多くの欠点を伴う:この方法には大量の化学物質の取扱いが伴い、コーティングはガラスの両面に塗布されるが、これは一部の用途には不要であるかまたは不利でさえあり、塗工速度は比較的遅く(1m分−1まで)、コーティングには重力および他の典型的な不均一性(例えば、蒸発による副次的作用)に起因する厚み勾配が存在する。
乾式方法に匹敵する速度で基板の片面にコーティングを塗布することが可能な湿式方法としてはスプレーまたはカーテン塗工が挙げられる。しかしながら、結果として得られるコーティングは非常に不均一となるのが通常である。単層反射防止コーティングの場合は、このことは反射形態および色の違いによって表れ、塗工された物品の美観および機能的性能が損なわれることになる。
国際公開第99/42860号パンフレットにおいては、多層反射防止コーティングが直流スッタリングまたは化学気相蒸着(CVD)を用いて塗布されている。次いで、保護ポリマー層がスロットコーターを用いて塗布される。この技法に伴う問題は、光学コーティングを、乾式法(例えば、スッタリングまたはCVD)を用いて数層塗布し、さらなる湿潤保護層を塗布することが必要なことである。この技法は塗工設備および運転費用という観点で複雑かつ費用が嵩む。
特開2004−354601号明細書は、不揮発性成分の含有量が10重量%〜25重量%である感光性樹脂を含むコーティング組成物を用いた感光性膜の塗工である。塗工後は、塗工された基板をアルカリ性現像液に浸漬することにより所望のブラックマトリクスが形成される。この技法の問題点は、膜が気泡で汚染されるために200mm/秒未満またはそれ以下(12メートル毎分以下)の塗工速度しか用いることができないことであろう。
国際公開第07/093342号パンフレットには、1〜5μmの湿潤膜厚を標的としてスロットコーターを用いて塗布された反射防止層が開示された。この方法は反射防止コーティングを提供するものであるが、厚み変動を最小限にする点および塗布速度を増大させる点をさらに改善することが求められる。
本発明の目的は、上述した盲点の少なくとも一部を解消する、光学コーティングを基板に塗布する湿式方法およびその製品を提供することにある。
図1はダイ塗工の方法を示す概略図である。 図2は塗工長に対するコーティング厚の分光学的測定の結果を示すグラフである。
本発明の一態様においては、
a.溶剤成分および被膜形成成分を含む(好ましくは光学)コーティング剤を調製するステップと、
b.ダイコーターを用いて光学コーティングを基板に塗布することにより塗工された基板を形成するステップであって、上に塗布された光学コーティングが、厚みが1μm〜100μmの湿潤膜を形成するステップと、
c.塗工された基板を乾燥させるステップであって、塗工された基板が好ましくは実質的に水平な面上にあり、それによって湿潤膜が、厚みが1μm未満の乾燥膜に変換されるステップと、場合により、
d.塗工された基板を硬化させるステップと
を含む、光学コーティングを基板に塗布する方法を提供する。
ダイコーターは、好ましくは、スロットまたはスリットコーターである。
この方法を経済的に実現可能なものにするためには、コーティング剤中の固体の量は、一般に、コーティング剤の総重量に対し0.1重量%以上、好ましくは0.3重量%以上、好ましくは0.4重量%以上、好ましくは0.5重量%以上、より好ましくは1重量%以上であろう。光学コーティング剤中の固体の配合量は、好ましくは10重量%以下、より好ましくは7重量%以下、よりさらに好ましくは5重量%以下、最も好ましくは3重量%以下である。固体の配合量をより少なくすることは、塗工された基板のコーティングの厚み変動をより小さくすることに寄与することが見出された。
湿潤膜厚は、好ましくは2μm〜80μm、より好ましくは6μm〜70μm、より好ましくは8μm〜60μm、より好ましくは9μm〜50μm、よりさらに好ましくは10μm〜40μm、最も好ましくは12μm〜30μmである。
乾燥膜厚は、目的の最終用途に応じて、好ましくは800nm未満、より好ましくは500nm未満、より好ましくは200nm未満、よりさらに好ましくは150nm未満、依然としてさらに好ましくは100nm未満である。
固体はナノ粒子を含むことが好ましく、その理由は、コーティングが乾燥して好ましくは硬化するにつれてナノ粒子が高含有量の溶剤中で相互作用することが高品質の光学コーティングを達成するという点で特に有利であることが見出されているためである。ただし、この相互作用の性質が完全に理解されているわけではない。しかしながら、有機ポリマーと比較すると無機シェルを有するナノ粒子を溶剤中に分散させるのはより困難であり、したがって対応するコーティングを低水準の厚み変動で製造できる能力も同様により得難くなる。
比較的表面積が大きく(例えば、0.1m超、より好ましくは1m超)、幅対長さの比率が0.1〜10(例えば、細長い細片やテープではない)である場合は、流動が変動するため、固形分が少ない場合は表面全体の分布変動が大きくなる傾向があることが予想され得ることに留意されたい。驚くべきことに、このことは本件の場合には当てはまらなかった。
実質的に水平な面という意味には目的が込められており、そのようなものとして、実質的に水平な面には、均質な乾燥膜コーティングを製造する方法の能力に大きく影響しない、水平面からの小さなずれが包含される。好ましくは、水平面からのずれは5度(°)未満、好ましくは3°未満、より好ましくは1°未満、よりさらに好ましくは0.1°未満、最も好ましくは0.01°未満である。溶剤成分が湿潤膜から除去されて乾燥膜の粘度が上昇するに従い、得られる乾燥膜またはコーティングの均一性に大きく影響を与えることなく、水平面からのずれがより大きくなってもよいことが理解されるであろう。
湿潤膜はコーティング技術分野において用いられる用語であり、溶剤成分および被膜形成成分を含むコーティング層を意味する。
乾燥膜はコーティング技術分野において用いられる用語であり、湿潤膜が乾燥して溶剤成分が実質的に完全に除去されたものを意味する。好ましくは、乾燥膜は、溶剤を、乾燥膜の総重量に対し1重量%未満、より好ましくは0.1重量%未満含む。
変数の範囲は、上記変数に関する上限および下限のあらゆる組合せによって定めてもよいことが理解されるであろう。
特段の指定がない限り、%はすべて組成物全体の重量%として表される。
本発明の方法は、特に厚み変動が20μmまでまたはさらにそれ以上の基板の加工に特に適しているので、基板は、1m×1mの試料の端部を支持した場合に自重下で自己支持する形状を有するように、好ましくは剛性基板である。
予期せぬことに、固体配合量が比較的少ない光学コーティング剤を比較的厚みの高い湿潤膜に用いることにより、光学コーティングが施された基板の光学特性の変動が小さくなるように高精度で塗工、乾燥、および任意的な硬化ステップを制御できることが見出された。その結果として、本発明の方法を用いて塗工された基板の機能的性能および美観が従来の湿潤コーティング塗布技法を用いて製造された基板と比較して改善される。
従来、湿潤膜厚は、溶剤の除去に付随する経済的な理由から最小限に抑えられる。通常、最小湿潤コーティング厚は、スロットダイを通過する流量を、完全なビード破壊、エッジ破壊、もしくはエッジおよびビード破壊の併発、または塗工幅の顕著な狭小化に至るまで低減させることにより決定される。実際、乾燥ステップの際に溶剤除去の規模を増大させると厚み変動が誘発される危険性が増大することを考慮すれば、プロセス制御を改善するために湿潤膜厚を増大させることは当業者の直感的認識に反している。
本発明は、商業的に許容可能な速度(例えば、5または10メートル毎分超、より好ましくは20メートル毎分超)で基板を塗工することが可能である一方で、湿潤および乾燥コーティング膜厚ならびに結果として得られる光学特性の変動を小さく維持するものである。使用される基板およびコーティング剤の組合せに応じて50もしくは100メートル毎分までまたはそれをさらに超える運転速度を達成することができる。
本発明の他の態様においては、光学コーティングが施された基板が提供され、この基板は、表面積が少なくとも0.01mである少なくとも1つの面が塗工されており、コーティング(すなわち乾燥膜)の厚みが1μm以下、好ましくは500nm以下、より好ましくは200nm以下、より好ましくは160nm以下、よりさらに好ましくは150nm以下、一層好ましくは140nm以下、最も好ましくは100nm未満であり、表面積全体のコーティング厚の平均値の変動が25nm未満、好ましくは20nm未満、最も好ましくは15nm未満である。
好ましくは、基板は高剛性である。好ましくは、高剛性基板はガラス製である。
好ましくは、基板の表面積は少なくとも0.1m、より好ましくは少なくとも1m、よりさらに好ましくは少なくとも2mである。一般に、光学特性の変動が小さいことの重要性は、塗工される基板(例えば、太陽電池反射防止カバーガラス)の表面積が増加するにつれて増大する。
好ましくは、コーティング厚の勾配は1メートル当たり10nm未満であり、より好ましくは1メートル当たり5nm未満である。基板が実質的に水平な面上にある際に乾燥ステップが実施されるため、本発明の光学コーティングに厚み勾配は実質的にまったく認められない(例えば、勾配は1メートル当たり1nm未満である)。
本明細書における光学コーティングとは、反射防止性(例えば、反射を少なくとも50%、より好ましくは少なくとも70%低減する)、光散乱性、UV光遮蔽性(例えば、UV透過を少なくとも70%、より好ましくは85%低減する)等の光学機能特性を示すコーティングである。
好ましくは、光学コーティングは、反射防止またはUVコーティングである。好ましくは、基板の塗工された表面積全体でコーティングの反射が最小となる光学波長の変動は、50nm未満、より好ましくは30nm未満である。最小反射波長の変動で決定されるコーティングの厚み変動(2×標準偏差)は、好ましくは40nm未満、より好ましくは30nm未満、よりさらに好ましくは20nm未満、最も好ましくは10nm未満である。
コーティング全体に亘る光学的な変動を最小限に抑えられることによって、光学コーティングの機能的性能および美観が改善される。例えば、建築、園芸、および太陽電池用途はいずれも、光学コーティングが可視または不可視放射線を効率的かつ効果的に遮蔽、変換、または修正する機能的性能に依存している。この利益を最大限に得るためには、コーティングおよび基板は好ましくは透明である。
光学コーティングが反射防止コーティングである実施形態においては、基板(例えばガラス)の塗工面の最小値を示す波長における反射(従来法により測定される)は約3%以下、好ましくは約2%以下、より好ましくは約1%以下である。425〜675nmの波長範囲全体の平均反射は、通常は約4%以下、好ましくは約3%以下、よりさらに好ましくは約2%以下である。
光反射低減(または反射防止)コーティングは、基板の垂線に対し5°の入射角で測定された425〜675nmの間の少なくとも1つの波長の光の反射を低下させるコーティングである。測定は塗工および未塗工の基板で実施される。好ましくは、反射の低下は約30%以上、好ましくは約50%以上、より好ましくは約70%以上、よりさらに好ましくは約85%以上である。百分率で表される反射の低下は、100×(塗工された基板の反射−1/2×未塗工基板の反射)/(1/2×未塗工基板の反射)である。
[ダイ塗工]
ダイ塗工(図1)方法において、コーティング(1)は、移動する基板(5)上にスロットまたはスリット(3)から重力下または加圧下で押し出される。別法として、スロットダイが所定の速度で基板上を移動してもよい。スロットダイに対する基板の速度により、コーティングをスロットの幅またはギャップよりも大幅に薄くすることが可能になる。湿潤膜コーティングの均一性を正確に制御できる能力は、光学コーティング剤、ダイスロットの形状、およびスロットの基板に対する位置調整の間の複雑な相互作用に依存する。
光学コーティングの均一性の制御に特に重要であることが見出されている変数としては、スロットギャップ(3)、リップ厚(7a、7b)、およびコーティングギャップ(9)が挙げられる。
[スロットギャップ]
スロットギャップ(3)は、好ましくは、湿潤膜の2〜10倍の厚みを有する。スロットギャップの厚みが湿潤膜の限界塗布速度の厚みよりも小さい場合は厚み変動がより発生しやすく、一方、スロットギャップの厚みが湿潤膜の厚みの10倍を超えるとコーティングの流れに渦流が発生しやすくなり、それによってコーティングの品質が低下する。好ましくは、スロットギャップの厚みは、湿潤膜の厚みの少なくとも1.5、より好ましくは少なくとも2.0、より好ましくは2.5、よりさらに好ましくは少なくとも3倍、よりさらに好ましくは4倍、一層好ましくは少なくとも5倍、最も好ましくは少なくとも6倍である。好ましくは、スロットギャップの最大厚みは、湿潤膜の厚みの15、より好ましくは12、よりさらに好ましくは9、よりさらに好ましくは7倍未満、より好ましくは4倍未満である。膜厚変動を最小限にするためには、スロットギャップは好ましくは固定されている。しかしながら、代替的な実施形態においては、特定の基板および光学コーティング剤に対する塗工条件を最適化するために、調節可能なスロットギャップを有利に使用してもよい。
[リップ厚]
下流側リップ(7a)の厚み(L)は、好ましくは3mm以下、より好ましくは2mm以下、より好ましくは0.90mm以下、より好ましくは0.60mm以下、より好ましくは0.50mm以下、よりさらに好ましくは0.40mm以下、最も好ましくは0.30mm以下である。費用上の理由から、リップ厚は少なくとも0.15mm、好ましくは少なくとも0.20mmであることが好ましい。Lが小さくなるほど操作可能なコーティングギャップ(9)が大きくなることが見出された。上流側リップ(7b)の厚み(L)は、好ましくは5mm以下、より好ましくは2mm以下、より好ましくは0.90mm以下、より好ましくは0.60mm以下、より好ましくは0.50mm以下、よりさらに好ましくは0.40mm以下、最も好ましくは0.30mm以下である。リップ厚は、高精度な機械加工に伴う費用面から、少なくとも0.15mm、好ましくは少なくとも0.20mmが好ましい。リップ面は、水平軸に対し0〜30°の角度αに設定してもよい。好ましい実施形態においては、リップ面は基板と平行である(α=0°)。
[塗工ギャップ]
ある種の基板、特に高剛性基板は厚みが変動するため、塗工ギャップを比較的広くすることが好ましい。好ましくは、下流側リップのスロットギャップから最も離れた部分から測定した塗工ギャップ(9)(すなわち最小間隙)は、少なくとも20μm、より好ましくは少なくとも40μm、より好ましくは少なくとも60μm、よりさらに好ましくは少なくとも80μm、最も好ましくは少なくとも100μmである。好ましくは、コーティングの品質に影響する不安定な流動を防ぐために、最大塗工ギャップは1000μm以下である。
本発明の特定の実施形態においては、スロットダイは、光学コーティングの流れの上流に位置する上流側リップ(7)および光学コーティングの流れの下流に位置する下流側リップ(7)で定められるスロットギャップ(3)を備え、
a.下流側リップのスロットギャップから最も離れた部分および基板の間の高さ(9)は少なくとも20μmであり、
b.スロットギャップは、湿潤膜(11)の厚みの1.1〜15倍の範囲にあり、かつ
c.下流側リップ(7)の厚みは0.90mm未満である。
この特定の特徴の組合せは、高剛性基板(例えばガラス)に用いる際に特に好ましい。
[減圧]
好ましくは、スロットダイは、塗布された光学コーティングの上流のビードメニスカス(13)を安定化させるための減圧手段(例えば、加圧チャンバ(under−pressure chamber)または真空ボックス)をさらに備える。減圧手段の適用は、塗工速度がより速く(例えば、少なくとも10メートル毎分、より好ましくは少なくとも12メートル毎分)、かつ塗工ギャップがより広い(例えば、少なくとも100μm)場合に特に好ましい。
特定の実施形態において、スロットダイは、湿潤膜厚の少なくとも1.1倍、より好ましくは2.0倍、より好ましくは3倍、より好ましくは4倍、より好ましくは5、よりさらに好ましくは少なくとも6倍のスロットダイギャップと、好ましくは、塗布された光学コーティングの上流のビードメニスカスを安定化させるための減圧手段との組合せを備えている。この特徴を組み合せることにより、要求されたコーティング厚の均一性および機能性を維持しながら塗工速度を増大させることが可能になる。
[基板]
好適な基板は、任意の平坦で清浄な非多孔質面を含む。基板の厚み変動は、好ましくは塗工ギャップの半分未満、より好ましくは100μm、より好ましくは50μm、より好ましくは30μm、より好ましくは20μm未満である。基板の厚み変動が小さくなるほど光学乾燥膜コーティングの厚み変動は小さくなる。好適な高剛性基板としては、ガラス(例えば、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、ガラスセラミック、ケイ酸アルミニウムガラス)、セラミック、金属板(例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、鋼)、プラスチック(例えば、PET、PC、TAC、PMMA、PE、PP、PVC、およびPS)、または複合材料が挙げられる。好適な可撓性基板としては、高分子またはセルロースベースのフィルム(その積層体を含む)が挙げられる。
[光学コーティング剤]
本発明に使用される光学コーティング剤は、好ましくは、ナノサイズの粒子およびバインダーを含む被膜形成成分ならびに溶剤および希釈剤を含む溶剤成分を含む。
[ナノサイズ粒子]
好ましくは、ナノサイズ粒子は、少なくとも1種の金属酸化物もしくはフッ化物または金属酸化物もしくはフッ化物前駆体を含む。より好ましくは、ナノサイズ粒子は、少なくとも1種の無機もしくは金属酸化物または無機もしくは金属酸化物前駆体を含む。
好ましくは、金属酸化物または金属酸化物前駆体は、被膜形成成分の少なくとも30重量%、より好ましくは少なくとも40重量%、さらに好ましくは少なくとも50重量%、一層好ましくは少なくとも60重量%、最も好ましくは少なくとも70重量%を形成する。
好適な粒子の例は、フッ化リチウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化マグネシウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、アンチモンドープ酸化スズ、酸化スズ、酸化アルミニウム、および二酸化ケイ素を含む粒子である。好ましくは、金属酸化物は、酸化アルミニウムまたは二酸化ケイ素である。好ましくは、粒子は、二酸化ケイ素を含み、より好ましくは、粒子は、二酸化ケイ素を少なくとも60重量%、よりさらに好ましくは少なくとも80重量%、最も好ましくは二酸化ケイ素を少なくとも90重量%含む。
粒度gは、非球状粒子の場合は0.5×(長さ+幅)、球状粒子の場合は半径として定義される。好ましくは、平均粒度gは、500nm以下、より好ましくは250nm以下、より好ましくは125nm以下、より好ましくは100nm以下、最も好ましくは50nm以下である。好ましくは、平均粒度は5nm以上、より好ましくは7nm以上、最も好ましくは10nm以上である。粒度は、粒子の希釈懸濁液を表面上に拡散させて、個々の粒子の寸法を、顕微鏡法、好ましくは走査型電子顕微鏡(SEM)または原子間力顕微鏡(AFM)を用いて測定してもよい。好ましくは、平均寸法は、100個の個々の粒子の寸法を測定することにより決定される。
好ましい実施形態においては、金属酸化物シェルを有するポリマーナノ粒子が使用される。好ましくは、具体的なポリマーコアサイズgcoreは5nmを超え、より好ましくは7nmを超え、最も好ましくは10nmを超える。好ましくは、具体的なポリマーコアサイズは、500nm未満、より好ましくは250nm未満、より好ましくは125nm未満、より好ましくは100nm未満、最も好ましくは50nm未満である。
他の好ましい実施形態においては、中空金属酸化物ナノ粒子が用いられる。好ましくは、具体的な空隙寸法は5nmを超え、より好ましくは7nmを超え、最も好ましくは10nmを超える。好ましくは、特定の空隙寸法gvoidは5nmを超え、より好ましくは7nmを超え、最も好ましくは10nmを超える。好ましくは、特定のポリマーコアサイズは、500nm未満、より好ましくは250nm未満、より好ましくは125nm未満、より好ましくは100nm未満、最も好ましくは50nm未満である。
光学コーティング剤の粘度は、光学コーティング剤中のコーティングおよび溶剤成分、特に固体配合量に依存する。好ましくは、光学コーティング剤の粘度は、約0.2mPa.s以上、好ましくは1.0mPa.s以上、よりさらに好ましくは約2.0mPa.s以上である。通常、粘度は、約100mPa.s以下、好ましくは約10mPa.s以下、より好ましくは約6.0mPa.s以下、よりさらに好ましくは約3.0mPa.s以下である。
粘度は、ウベローデ(Ubbelohde)PSL ASTM IP no1(型式27042)で測定することができる。
光学コーティング剤の表面張力は、好ましくは、20〜73mN・m−1(dyn・cm〜1)の範囲、より好ましくは22〜40mN・m−1(dyn・cm〜1)の範囲、よりさらに好ましくは24〜30mN・m−1(dyn・cm〜1)の範囲にある。このコーティングが基板表面に容易に膜を形成できるように表面張力が低いことが望ましい。
光学コーティング剤は、スロットダイコーターの操作中に生じる剪断速度の変動の範囲内で粘度が実質的に一定になるように、好ましくはニュートン性を有する。
[バインダー]
コーティングは、好ましくは、その主要な機能が粒子を付着させて基板に接着させることであるバインダーを含む。好ましくは、バインダーは、少なくとも1種のオリゴマーまたはポリマー化合物を含む。好ましくは、バインダーは、粒子および基板と共有結合を形成する。この目的のために、バインダーは、硬化前は、好ましくはアルキルまたはアルコキシ基を有する無機化合物を含むが、他の化合物も同様に好適な場合がある。さらにバインダーは、好ましくはそれ自体が重合して連続した高分子ネットワークを形成する。
本発明の一実施形態においては、コーティングのバインダーは、コーティングが良好な機械的性質を有するとともに基板に十分に接着し、その結果として、例えば、高い耐突き刺し性、高い耐擦傷性、および良好な耐摩耗性を有するように、実質的に無機バインダーから構成される。
無機バインダーは、好ましくは、1種またはそれ以上の無機酸化物、例えば二酸化ケイ素およびアルミナを含む。バインダーは、好ましくは、粒子および基板を共有結合させる架橋無機材料である。
無機バインダーは、未反応バインダーの架橋反応および加熱後に、例えば、アルコキシシラン、ケイ酸アルキル、ケイ酸ナトリウム、硝酸アルミニウム、またはアルミニウムsec−ブトキシドを生成してもよい。アルコキシシランとして、好ましくはトリおよびテトラアルコキシシランが用いられる。好ましくは、ケイ酸エチルバインダーが用いられる。加熱ステップにより、これらのケイ素およびアルミニウム化合物は、それぞれ二酸化ケイ素およびアルミナに変換される。
他の実施形態においては、バインダーは有機コーティングであり、粒子は反応性有機基を有している。場合により、粒子上の反応性基と反応する基を有するさらなるコーティング材料が存在する。この実施形態は、基板が有機質であり、400℃までの焼成温度に耐えることができない場合に好ましい。一実施形態においては、粒子上の反応性基は(メタ)アクリレートであり、さらなるコーティング材料上の反応性基はエチレン性不飽和を有するもの、好ましくは(メタ)アクリレートである。好適なコーティングの例が国際公開第2004/104113号パンフレットに記載されている。
バインダーの化学的性質に応じて、多くの溶剤が有用である。好適な溶剤の例としては、水、非プロトン性有機溶剤、およびアルコールが挙げられる。
一実施形態においては、無機バインダーおよび有機溶剤が使用され、より好ましくは、溶剤は、水およびアルコールの混合物である。固体(100%)を基準とした粒子の重量%は、好ましくは最終コーティングの50重量%を超え、好ましくは60重量%を超え、最も好ましくは70重量%を超える。固体の濃度は、コーティング組成物を基板に塗布した後に乾燥し、必要に応じて硬化ステップを行った後に蒸発しなかったすべての成分の濃度である。
コーティング組成物は、前駆体からバインダーへの変換を触媒する化合物を含んでいてもよい。アルコキシシランまたはケイ酸エチルバインダーを前駆体とする場合、好ましくは酸、例えば酢酸が触媒として使用される。触媒は、好ましくはコーティング組成物にそれを塗布する直前に添加される。UV硬化性材料の場合、通常は触媒として感光性開始剤が使用される。
[溶剤]
有機バインダーの場合は完全な有機溶剤系が好ましいが、水が若干存在してもよい。好適な溶剤の例としては、1,4−ジオキサン、アセトン、クロロホルム、シクロヘキサン、ジエチルアセテート、プロパノール、エタノール、メタノール、ブタノール、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、テトラヒドロフラン、トルエン、およびテトラフルオロイソプロパノールが挙げられる。好ましい溶剤は、メタノール、メチルエチルケトン、イソプロパノール、1−メトキシプロパン−2−オール、またはエーテル(例えば、ジエチルエーテル)である。
本発明の利点は、コーティングが湿気の影響を受けないことにある。したがって、塗工された基板を例えば30〜80%の湿度変化が許容される湿度管理された環境で保管する必要がない。さらに、無機コーティングはまた、塗工および硬化の時間差にも影響されない。有機UV硬化性コーティングは、通常、塗布後にそのまま硬化されるが、重要なことではない。
好ましくは、コーティング組成物は、乾燥および硬化を行った後の最終的な厚みが約20nm以上、好ましくは約50nm以上、より好ましくは約90nm以上となる厚みで基板に塗布される。好ましくは、乾燥および硬化後のコーティングの厚み(乾燥膜厚)は、500nm以下、より好ましくは約200nm以下、好ましくは約180nm以下、より好ましくは約160nm以下、よりさらに好ましくは約140nm以下であろう。
この方法の一実施形態においては、コーティングの塗布は、焼き戻し前のガラス板に適用される。焼き戻しは通常のガラス板に内部応力を導入するので、このガラス板が破壊する際は小片に崩壊する。焼き戻し方法は当業者に周知であり、通常は、ガラスを約700℃に加熱することが含まれる。本発明によるコーティングの1つの利点は焼き戻しに耐えられることである。したがって、硬化および焼き戻し処理を1回のステップで行うことができる。
本発明の一実施形態においては、コーティングは、ガラス板製造業者とインラインで(半)連続的に塗布され、次いでガラスを焼き戻すと同時にコーティングが硬化される。
以下の非限定的な実施例により本発明をさらに例示する。
[操作]
厚みおよび光学特性が基板全体で一定であるコーティングを得ることが本発明の好ましい目的である。これを達成するために、光学コーティングが基板に塗布される際の流動および移動の変動を防ぐために、塗工、乾燥、および硬化の際に当該技術分野において周知の好適な精度を用いてもよい。
[塗工ステップ]
操作を行う際は、光学コーティング剤はダイコーティングを通じて、好ましくは好適な無脈動ポンプを介して供給される。光学コーティング剤はスロットダイの中を進行し、上流側および下流側ダイリップで定められるスロットギャップを介して排出される。光学コーティング剤と接触するダイ部品の表面粗さ(Rで定義される)は、好ましくは0.05ミクロン未満である。一実施形態においては、光学コーティング剤は移動する基板上に配され、光学コーティングの流速によって堆積する湿潤膜層の厚みが決定される。スロットダイは、好ましくは、基板および堆積したコーティングが実質的に水平な面に維持されるように基板の上方または下方に配置される。より好ましくは、スロットダイは、基板の上方に配置される。幾つかの実施形態においては、スロットダイは、基板が傾斜するかまたは垂直に位置するように、基板の側面に配置される。この構成は、好ましくは可撓性基板の塗工に用いられ、その場合は、乾燥工程が基本的に水平な面で行われるように、コーティング塗布直後に可撓性基板の方向を実質的に水平な面に再調整することができる。
一般に、写真または太陽電池基板を基板(例えばガラス)の反対側の面に接着する場合、基板の少なくとも1つの面を塗工する必要がある。本発明の代替的な実施形態においては、基板は両面塗工される(例えば、反射防止コーティングを用いる場合)。これは、基板の両面を塗工することによって達成してもよい。また、片面が塗工された2枚の基板を貼り合わせて、非塗工面が互いに貼合されるようにすることも可能である。使用される基板は、両方の最外面上に光学コーティングを有することが好ましい。しかしながら、様々な機能性を得るために異なる技法を併用することも可能である。他の有用な機能としては、防曇、防汚、スティッキング防止、易清掃、潤滑、帯電防止、低放射(低熱放射等)等が挙げられる。
[乾燥ステップ]
湿潤膜層は、湿潤成分および乾燥成分を含む。湿潤成分は、好ましくは、湿潤膜から蒸発することによって光学コーティング剤の固体または被膜形成成分を含む乾燥膜を形成する非反応性溶剤および/または希釈剤を含む。蒸発は、乾燥膜に重力が作用することにより進行する厚み勾配を回避するために水平板上の基板で行う。
本発明による方法は、各コーティング層を塗布した後に中間乾燥を行いながら1を超えるコーティング膜に適用してもよい。一部の実施形態においては、中間乾燥は層の一部または全部が塗布された後に実施される。
乾燥ステップは、好ましくは周囲条件(例えば、23℃(誤差2℃)および相対湿度50%未満)で行われるが、全体の乾燥時間を短縮するために高温(例えば、40℃超、より好ましくは50℃)も用いてもよい。正確な乾燥条件は、蒸発させる溶剤または希釈剤に基づき当業者が決定してもよい。
乾燥膜厚変動(好ましくは少なくとも半径0.5メートル、より好ましくは少なくとも半径1メートルの円形(またはそれと同等)の範囲の少なくとも5、好ましくは少なくとも10個のほぼ等間隔の点で分析した最大厚−最小厚)は、好ましくは80nm未満、より好ましくは未満50nm、より好ましくは30nm未満、より好ましくは25nm未満、よりさらに好ましくは20nm未満、最も好ましくは10nm未満である。基板の塗工範囲が半径1メートルの円相当よりも小さい実施形態においては、利用可能な塗工された表面積全体について厚みおよび機能の変動を測定する。乾燥膜厚変動は、分光学的(リフレクトメテリー(reflectometery)またはエリプソメテリー(ellipsometery))に行うかまたは電子顕微鏡で表面の破損を直接観測するなどの任意の好適な手段を用いて決定してもよい。反射防止コーティングの場合は、反射の最小値が観測される波長の変動を計算することにより厚みの変動を求めてもよい。
[硬化ステップ]
好ましくは、湿潤成分が実質的に除去された後に光学コーティング膜を硬化させてもよい。硬化は、熱硬化、UV硬化、電子線硬化、レーザー誘導硬化、ガンマ線硬化、プラズマ硬化、マイクロ波硬化、およびこれらの組合せを含む多くの技法を用いて実施してもよい。
コーティングは、単層として塗布してもよいし、あるいは多層を塗布してもよく、各層を乾燥または半層(semi−layer)させ、好ましくは次のコーティング層を塗布する前に硬化させる。
[実施例]
[手順]
[コーティング品質の目視判定]
塗工されたガラス板を分光器で調査する前に、工業用TLランプ(OSRAM L Coolwhite 18W/840)下で試料の目視検査を行った。コーティングの均一性は、ソーラーカバーパネル(solar cover panel)用途を基準とし、そのようなものとして、発電効率に影響せず、(青色の)太陽電池に貼り合わせても視認できないであろうという理由で、(青の)反射色の変動が許容可能であるか否かで判断した。許容可能な青色反射の変動は、平均コーティング厚の2×標準偏差が40nm未満、好ましくは30nm未満、よりさらに好ましくは20nm未満に相当することがわかった。
[コーティング品質の分光学的判定]
各実験において820×600mmの板ガラス2枚に塗工し、上に説明した方法に従い硬化させた。各板の光学的反射を、表1に図示したグリッドパターンを形成する4cmの大きさの10箇所の等距離点で測定した。400〜800nmの反射を測定した。島津製作所(Shimadzu)からのUV−VIS分光光度計、型式UV−2401(PC)に、型式200−63687の鏡面反射測定装置を組み合わせて、試料片サイズの開口部の直径を15mmとし、入射角を垂線に対し5°オフセットさせた。

[厚み変動]
乾燥コーティング厚は、式:
乾燥膜厚=最小反射が測定された位置[nm]/(コーティングの屈折率の4倍)
に従い最小反射が光学的に測定された位置から求めた。
すべてのコーティングの乾燥コーティング厚は、周知の方法を用いて屈折率を1.3と定めて計算した。例えば、最小反射が720nmで認められた場合、乾燥膜厚は720/(4×1.3)=138ミクロンである。
[固形分の測定]
未希釈の配合物(4g)の固形分を、105℃および200mbarに減圧したオーブンで1時間または一定重量に到達するまで溶剤を除去することにより測定した。
[使用設備]
スイス国(Switzerland)CH−8156,Oberhasli/ZuerichのMathis AG製の型式BA 18709塗工機を用いてコーティングを塗布した。この機械を用いて寸法が820(L)×600mm(W)の板ガラスに塗工した。
この機械には、スイス国CH−4853 MurgenthalのTSE Trailer AG製の型式TSE#215のスロットダイを取り付けた。このスロットダイは以下の特徴を有する:
・ スロットダイ幅500mm
・ 精度AAAレベル、下ダイプレートの粗さRa:0.01、Rt:0.35
・ 2段キャビティ設計(Dual cavity design)、低粘度/低固形分2−プロパノール/水コーティング剤に最適化
・ 外側55ミクロンのスロットギャップ
・ 2段キャビティ真空ボックス(TSE Trailer AGからも供給)
・ 上流側リップ長:2mm
・ 下流側リップ長:0.5mm
・ 上流側および下流側リップ角度:90°
独国HNP Mikrosysteme GmbHからのポンプシステム(型式mzr−7259−hs s Ex)にインラインステンレス鋼フィルタ(メッシュサイズ10ミクロン)を取り付けたものを、スイス国エンドレス・ハウザー(Endress− Hauser)からの質量流量計(型式プロマス(Promass)A)と組み合わせて、塗工液をスロットダイに供給した。
[材料]
基板:ガーディアン(Guardian)からの厚さ2mmのフロートガラスをガラスとして使用した。このサイズの板ガラスの平面度の変動は、典型的には全体で25〜35ミクロンである。ガラスの塗工面積は650(L)×500mm(W)とした。
[コーティング組成物]
コーティング組成物は、国際公開第2009/030703号パンフレット、特に6頁8〜29行に開示された方法に従いラテックス(DSM NeoResins BVより入手可能)およびテトラメトキシシランを用いて製造したコアシェルナノ粒子を含むものとした。結果として得られたシリカ対ラテックスの重量比は4:1であり、シリカシェル、ラテックスコアを有するナノ粒子は以下の性状を有していた:
2−プロパノール希釈後のpH:5.7
水中ラテックスの粒度(DLSにより測定):86nm
水中コアシェル粒子の粒度(DLSにより測定):108nm
2−プロパノール中コアシェル粒子の粒度(DLSにより測定):147nm
多分散度:0.1未満
等電点:4〜5
乾燥後のコアシェルの粒度(TEMにより測定):75nm
乾燥後のシェルの厚み(TEMにより測定):13nm。
次いで硝酸を加えてpHを2とした。粒度は少なくとも2週間の間は115nmで安定していた。
低および高固形分原液を配合し(表2)、これを用いて2−プロパノール(IPA)でさらに希釈することにより固形分を変化させたコーティング組成物を得た。
コーティング剤の表面張力は約25mN・m−1(dyn・cm−1)であった。
[方法]
上述した塗工装置を用いてガラス基板に膜を2〜20メートル毎分で塗布した。コーティングを塗布した後、塗工された基板を周囲条件(22℃、相対湿度14〜29%)で少なくとも5分間乾燥した。次いで、塗工された基板をオーブン(Nabertherm製N500/65 HA)を用いて450℃で1時間熱硬化させた。温度を約1時間かけて室温から450℃まで昇温し、4時間かけて70℃まで冷却した。硬化過程でシリカ被覆されたラテックスナノ粒子が中空シリカナノ粒子に変換され、ラテックスコアは硬化過程で熱分解した。
以下の塗工設定について、反射または目視による外観の低下により決定されるコーティング品質と関連づけて調査した。
・ 湿潤膜厚
・ 塗工ギャップ対湿潤膜厚比
・ 塗工速度
しかしながら、幾つかの実験条件ではコーティングのメニスカスが不安定になった。このような実験条件の場合はコーティングのメニスカスを安定化させるためにスロットダイの上流側を減圧することを試みた。これらの実験に補助的に減圧を用いることを具体的に述べる。他の実験はすべて減圧補助を用いずに実施した。試験は繰り返し実施した。塗工操作は室温である22℃、相対湿度15〜29%で実施した。
[結果]
[実施例1]
表3aおよび3bの実験は、塗工ギャップが200ミクロン以上の場合に非常に希釈度の高いコーティング剤を用いて均質なコーティングの生成が達成できたことを示している。塗工ギャップが200ミクロン以上では固形分は1.5%(w/w)未満であることが好ましい。
コーティングはすべて塗工速度8m/分で調製した。
塗工ギャップ/湿潤膜厚比を15超とした実験(比較実験C、F、G、I、J、K、L)ではコーティングビード(メニスカス)が不安定になり、その結果としてコーティング厚が非常に不均一となるかまたはコーティングに未塗工の部分さえ生じた。減圧補助(−40mbarまで)を用いてもこの現象を防ぐことはできなかった。
驚くべきことに、塗工ギャップ/湿潤膜厚比の範囲は、文献に報告されているよりもはるかに広い。例えば、米国特許第5925432号明細書には、この比率が1〜3程度であるべきであり、比率が5を超えるべきではないと述べられている(8頁第31行)。
表3aおよび3bはまた、本発明の範囲内の塗工ギャップ/湿潤膜厚比でコーティングの均一性が良好なコーティングが得られたことも示している。すべての実験に関し、95%信頼区間(2×標準偏差すなわち2σ)におけるコーティング厚の変動は4〜18nmの範囲にある。塗工ギャップ/湿潤膜厚比が15を超えるとコーティング塗布工程中のメニスカスの不安定性によりコーティング厚の変動は劇的に増加する。
固形分が非常に少ない(固体0.3%、比較実験HおよびM)と、均一性の低いコーティングとなることが認められた。さらに、固形分が非常に少ないと、コーティングの側面で許容できない程度の蒸発作用が起こる(ストリエーション)。このようなストリエーションはマランゴーニ効果(アルコールが水よりも速く蒸発することによる局所的な表面張力の差)により発生すると考えられる。湿潤膜が厚い(100ミクロン超)と乾燥に5分超を要し、製造効率に悪影響を及ぼすとともに望ましくない蒸発作用(ストリエーション)が生じ、コーティングの均一性が悪くなる。
他方、固形分が多い(10%超)と、ダイ開口部の閉塞/封鎖が生じ、その結果として基板上のコーティングの流れが細くなる(メニスカスの線状破壊(meniscus break up line))。固形分が多いことの他の欠点は、薄い湿潤膜厚(5ミクロン未満)が所望されることにある。薄い湿潤膜厚に関連してコーティングメニスカスを安定化させるためには、塗工ギャップを50ミクロン未満に低減する必要がある。塗工ギャップが50ミクロン未満であることは、ガラス基板の厚み/平坦度の変動が25〜40ミクロン(820×600mm、厚さ2mmのフロートガラスシートの場合)であることがわかっているため好ましくない。より厚み変動または反りが大きいより大きなガラス板の場合は塗工ギャップをより広くすることが必要である。
どのコーティングも塗工長に亘り非常に安定したコーティング厚を示す。このことは、目視試験および分光学的評価で確認した。その例として、実験9(三角形の参照記号)および10(四角形の参照記号)の分光学的測定の結果を図2に示す。塗工された500mmの長さに亘りコーティング厚が上方または下方に変動する傾向は視認できない。これは、本発明の塗工方法を用いることにより、実際的な勾配が存在しないコーティング厚(例えば、塗工長1メートル当たり10nm未満、好ましくは5nm未満)が実現可能であることを示している。


[実施例2]
この実施例は、未塗工の同一タイプのガラスと比較して塗工面の反射が低下することを示すものである。表4に示す塗工実験は、425〜675nmの波長範囲全体の平均反射を測定したものであり、これを表4に示した(ガラスの塗工面の425〜675nmの反射低下の平均値)。
表4は、塗工面上で達成された反射の低下が46.5%〜76.9%であり、固形分充填量がより少ないことと反射率の低下がより大きいこととが関連していることを示している。未塗工ガラスの両面は425〜675nmの光を4.9%反射する(測定された反射である9.8%の半分)。塗工面のみの反射は塗工面の反射である4.9%を差し引くことにより求められる。塗工面の反射が2.3%〜3.8%低下したことが認められた。従来のガラスを含む太陽電池と比較して、光透過、それによって例えば太陽電池の発電効率が、同様の割合(2〜4%)で増加することが期待される。

[実施例3]
この実施例においては、コーティング厚の変動および塗工長に亘るコーティング厚勾配の可能性をガラスの塗工面の反射と関連づけて調査した。
表5は、他のコーティング技法(すなわちディップコーティング)とは異なり、本コーティング方法においてはコーティング厚が塗工速度に依存しないことを示している。さらに、調査した塗工速度(2〜20m/分)では、同じくディップコーティング技法に固有の品質の欠陥であるコーティングの勾配は認められなかった。

Claims (13)

  1. 光学コーティングを基板に塗布する方法であって、
    a.溶剤成分および被膜形成成分を含む光学コーティング剤を調製するステップと、
    b.スロットダイを備えるダイコーターを用いて前記光学コーティングを基板に塗布することにより塗工された基板を形成するステップであって、前記塗布された光学コーティングが、その上に厚みが8μm〜100μmの湿潤膜を形成するステップと、
    c.前記塗工された基板を乾燥させるステップであって、前記塗工された基板が実質的に水平な面上にあり、それによって前記湿潤膜が厚みが20nm以上500nm未満の乾燥膜に変換されるステップと、場合により、
    d.前記塗工された基板を硬化させるステップと
    を含み、
    前記光学コーティング剤が、前記光学コーティング剤の総重量に対し0.3重量%超〜重量%以下の固体を含み、
    かつ前記スロットダイが、前記光学コーティングの流れの上流側に位置しかつ厚みが0.15〜5mmである上流側リップ(7b)および前記光学コーティングの流れの下流側に位置しかつ厚みが0.15〜2mmである下流側リップ(7a)で定められるスロットギャップ(3)を備え、
    前記スロットギャップ(3)が、前記湿潤膜の厚みの1.1〜倍の範囲にあ
    前記下流側リップ(7a)の前記スロットギャップ(3)から最も離れた部分と、前記基板と、の間の塗工ギャップ(9)が少なくとも20μmであり、かつ前記塗工ギャップ/前記湿潤膜厚比が最大で15である、方法。
  2. 前記コーティング剤が、固体を3重量%以下含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記被膜形成成分が、前記コーティング剤中の固体の総重量に対し少なくとも30重量%のナノ粒子を含む、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記ナノ粒子が、少なくとも1種の無機酸化物または無機酸化物前駆体を含む、請求項3に記載の方法。
  5. 前記スロットギャップが、前記湿潤膜の厚みの1.5〜7倍の範囲にある、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記上流側リップが0.2〜2mmの厚みを有し、前記下流側リップが0.2〜0.9mmの厚みを有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記塗工ギャップが少なくとも40μm以上であり1000μm以下である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記コーティングが単層として塗布される、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記コーティング剤の表面張力が20〜73mN・m−1(dyn・cm−1)の範囲にある、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記溶剤成分が、メタノール、エタノール、メチルエチルケトン、アセトン、1−プロパノール、2−プロパノール、もしくは1−メトキシプロパン−2−オール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−2−プロパノール、またはこれらの組合せからなる群から選択される溶剤を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記被膜形成成分が、少なくとも1種のオリゴマーまたはポリマー化合物を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記スロットダイが、前記湿潤膜の厚みの少なくとも1.5倍のスロットダイギャップおよび前記塗布された光学コーティングの上流側ビードメニスカスを安定化させる減圧手段の組合せを備える、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記基板が、塗工速度が少なくとも5メートル毎分かつ100メートル毎分未満で塗工される、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012045204A1 (en) 2010-10-06 2012-04-12 3M Innovative Properties Company Coating composition and method of making and using the same
WO2012107392A1 (en) * 2011-02-11 2012-08-16 Dsm Ip Assets B.V. Process for depositing an anti-reflective layer on a substrate
US8771793B2 (en) 2011-04-15 2014-07-08 Roche Diagnostics Operations, Inc. Vacuum assisted slot die coating techniques
JP5734739B2 (ja) * 2011-05-20 2015-06-17 株式会社カネカ 反射防止膜の製造方法、および反射防止膜付き太陽電池モジュールの製造方法
JP5899916B2 (ja) * 2011-12-27 2016-04-06 住友ベークライト株式会社 薄膜の形成方法
KR20140132707A (ko) * 2012-03-09 2014-11-18 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 전시물 또는 표시물용 커버 부재
US20150144191A1 (en) 2012-05-16 2015-05-28 Novopolymers N.V Polymer sheet
TWI505875B (zh) * 2013-12-19 2015-11-01 Ind Tech Res Inst 薄膜塗佈裝置
DE202014011120U1 (de) * 2014-03-14 2018-01-04 Olbrich Gmbh Vorrichtung zum Beschichten eines bahnförmigen Trägermaterials
KR102231206B1 (ko) * 2014-07-18 2021-03-23 삼성디스플레이 주식회사 슬롯 다이 코터 및 이를 이용한 코팅 방법
KR102460151B1 (ko) * 2014-11-11 2022-10-31 도레이 카부시키가이샤 가스 확산 전극 기재 및 가스 확산 전극 기재의 제조 방법
JP2018505515A (ja) * 2014-12-01 2018-02-22 ショット アクチエンゲゼルシャフトSchott AG シート状の独立した部材を有する蓄電システム、独立したシート状の部材、その製造方法、およびその使用
US20160260848A1 (en) * 2015-03-03 2016-09-08 First Solar, Inc. Method for Laser Curing of Anti-Reflective Coatings
DE102016209336B4 (de) * 2016-05-30 2021-08-05 Voith Patent Gmbh Vorhangauftragswerk
US20170368866A1 (en) * 2016-06-27 2017-12-28 Viavi Solutions Inc. High chromaticity pigment flakes and foils
EP3263650B1 (en) 2016-06-27 2019-08-14 Viavi Solutions Inc. Magnetic articles
KR102052719B1 (ko) 2016-06-27 2019-12-05 비아비 솔루션즈 아이엔씨. 광학 디바이스
KR102052720B1 (ko) 2016-06-27 2019-12-05 비아비 솔루션즈 아이엔씨. 고채도 플레이크
JP7019315B2 (ja) * 2017-06-23 2022-02-15 日東電工株式会社 調光フィルムの製造方法
JP6828642B2 (ja) * 2017-09-08 2021-02-10 トヨタ自動車株式会社 塗布方法
CN110108218B (zh) * 2019-05-20 2021-04-20 成都中电熊猫显示科技有限公司 吐胶速率的调整***
KR102161421B1 (ko) 2020-08-05 2020-10-05 (주)한양솔라에너지 3D 이송장치에 기반한 기판의 슬롯 다이(Slot-die) 코팅 시스템
NL2026856B1 (en) 2020-11-09 2022-06-27 Exa Ip Bv Photovoltaic Devices
NL2027258B1 (en) 2020-12-31 2022-07-21 Exa Ip Bv Integrated photovoltaic roof element
KR102485504B1 (ko) 2021-04-09 2023-01-05 (주)한양솔라에너지 박막 개선을 위한 질소 블로윙 장치가 결합된 슬롯 다이(Slot-die) 시스템
NL2031542B1 (en) 2022-04-08 2023-11-03 Exasun B V Building-integrated thermal photovoltaic building cladding system

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020155265A1 (en) 1998-02-19 2002-10-24 Hyung-Chul Choi Antireflection film
US6139613A (en) * 1998-08-21 2000-10-31 Aveka, Inc. Multilayer pigments and their manufacture
DK1479734T3 (da) * 2003-05-20 2009-05-11 Dsm Ip Assets Bv Nanostruktureret overflade-coatingsproces, nanostrukturerede coatinger og artikler omfattende coatingen
JP4028434B2 (ja) * 2003-05-28 2007-12-26 東京応化工業株式会社 感光性組成物のコーティング方法
JP2005248043A (ja) 2004-03-05 2005-09-15 Nidek Co Ltd 反射防止膜用組成物及び該組成物を用いた塗工方法
JP2006095491A (ja) 2004-09-30 2006-04-13 Fuji Photo Film Co Ltd 塗布方法、光学フィルム及び反射防止フィルム
US7887921B2 (en) * 2005-02-24 2011-02-15 Pilkington North America, Inc. Anti-reflective, thermally insulated glazing articles
JP2007075797A (ja) 2005-09-16 2007-03-29 Fujifilm Corp 塗布方法、装置、光学フィルムの製造方法、及び反射防止フィルムの製造方法
EP1818694A1 (en) * 2006-02-14 2007-08-15 DSMIP Assets B.V. Picture frame with an anti reflective glass plate
US8557332B2 (en) * 2006-03-28 2013-10-15 Fujifilm Corporation Production method of optical film, optical film and image display
GB0617480D0 (en) * 2006-09-06 2006-10-18 Univ Sheffield Novel nanoparticles

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Publication number Publication date
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