WO2015125929A1 - 防眩膜付き物品、その製造方法および画像表示装置 - Google Patents

防眩膜付き物品、その製造方法および画像表示装置 Download PDF

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particles
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敏 本谷
義美 大谷
あずさ ▲高▼井
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旭硝子株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an article with an antiglare film, a method for producing the same, and an image display device including the article with an antiglare film.
  • image display devices liquid crystal displays, organic EL displays, plasma displays, etc.
  • various devices TVs, personal computers, smartphones, mobile phones, etc.
  • room lights fluorescent lamps, etc.
  • external light such as sunlight Is reflected on the display surface
  • the visibility decreases due to the reflected image.
  • an antiglare film having irregularities on its surface is disposed on the display surface of the image display device, and diffused reflection of external light makes the reflected image unclear.
  • a method for forming an antiglare film a method is known in which a coating liquid containing a silica precursor such as a hydrolysis condensate of alkoxysilane is applied to a substrate and baked (Patent Documents 1 and 2, etc.).
  • a coating liquid containing a silica precursor such as a hydrolysis condensate of alkoxysilane
  • the coating liquid may be applied repeatedly to increase the film thickness of the antiglare film.
  • the internal stress increases, and cracks and film peeling occur in the antiglare film.
  • the present invention is an article having an antiglare film formed by applying and baking a coating liquid containing a silica precursor, and the antiglare film is prevented from being cracked or peeled off even when the film thickness is large.
  • An object of the present invention is to provide an article with a film, a method for producing the article, and an image display device with good visibility.
  • the article with an antiglare film of the present invention is an article having an antiglare film on the surface of a substrate, and the antiglare film comprises a silica precursor (A), scaly particles (B), a liquid medium ( C) is applied to a substrate and baked, and the coating liquid contains, as the silica precursor (A), hydrocarbon groups bonded to silicon atoms and hydrolyzability. It includes at least one or both of a silane compound (A1) having a group and a hydrolysis-condensation product thereof.
  • the 60 ° specular gloss on the surface of the antiglare film is preferably 20% or less.
  • the total ratio of the silane compound (A1) and its hydrolysis condensate (in terms of SiO 2 ) is the solid content (100% by mass) in the coating solution (however, the silica precursor (A) is in terms of SiO 2 ). )) Is preferably 5 to 30% by mass.
  • the ratio of the scaly particles (B) is 5 to 35% by mass in the solid content (100% by mass) in the coating solution (however, the silica precursor (A) is converted to SiO 2 ). Is preferred.
  • the silane compound (A1) is preferably a compound represented by the following formula (I).
  • Q is a divalent hydrocarbon group (-O—, —S—, —CO— and —NR′— (where R ′ is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group between carbon atoms).
  • L may be a hydrolyzable group
  • R may be a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group.
  • P is an integer of 1 to 3.
  • the silica precursor (A) further includes one or both of alkoxysilane (however, excluding the silane compound (A1)) and a hydrolysis condensate thereof.
  • the scaly particles (B) are preferably scaly silica particles.
  • the base material may be chemically tempered glass.
  • the substrate may be aluminosilicate glass.
  • the substrate may be a glass having a curved surface.
  • the method for producing an article with an antiglare film according to the present invention is a method for producing an article having an antiglare film on the surface of a substrate, the silica precursor (A), the scaly particles (B), and a liquid medium. (C) is applied to a substrate, and is fired to form an antiglare film, and the coating liquid is a hydrocarbon bonded to silicon atoms as the silica precursor (A). It includes at least one or both of a silane compound (A1) having a group and a hydrolyzable group and a hydrolysis-condensation product thereof.
  • the image display device of the present invention comprises an image display device main body for displaying an image, and an article with an antiglare film of the present invention provided on the viewing side of the image display device main body.
  • an article having an antiglare film formed by applying and baking a coating solution containing a silica precursor, and cracking and film peeling of the antiglare film are suppressed even when the film thickness is large.
  • An article with an antiglare film can be obtained.
  • the method for producing an article with an antiglare film of the present invention even if a thick antiglare film is formed by a method of applying and baking a coating solution containing a silica precursor, the antiglare film is cracked or peeled off. Is unlikely to occur.
  • the image display device of the present invention has good visibility.
  • the “silica precursor” means a substance that can form a matrix mainly composed of silica by firing.
  • “Containing silica as a main component” means containing 90 mass% or more of SiO 2 .
  • the “hydrolyzable group bonded to a silicon atom” means a group that can be converted into an OH group bonded to a silicon atom by hydrolysis.
  • “Scaly particle” means a particle having a flat shape. The shape of the particles can be confirmed using a transmission electron microscope (hereinafter also referred to as TEM).
  • the “60 ° specular gloss” is an anti-glare effect in which black tape is attached to the surface opposite to the side on which the anti-glare film is formed by the method described in JIS Z 8741: 1997 (ISO 2813: 1994). Measured for filmed articles. “Haze” is measured by the method described in JIS K 7136: 2000 (ISO 14782: 1999). The “arithmetic average roughness Ra” is measured by the method described in JIS B 0601: 2001 (ISO 4287: 1997). The “average particle diameter” means the particle diameter at a point where the cumulative volume distribution curve is 50% in the cumulative volume distribution curve with the total volume distribution determined on the basis of volume being 100%, that is, the volume-based cumulative 50% diameter (D 50 ). .
  • the particle size distribution is obtained from a frequency distribution and a cumulative volume distribution curve measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus.
  • “Aspect ratio” means the ratio of the longest length to the thickness of the particles (longest length / thickness), and “average aspect ratio” is the average of the aspect ratios of 50 randomly selected particles Value.
  • the thickness of the particles is measured by an atomic force microscope (hereinafter also referred to as AFM), and the longest length is measured by TEM.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an article with an antiglare film of the present invention.
  • the article 10 with an antiglare film has a base material 12 and an antiglare film 14 formed on the surface of the base material 12.
  • Examples of the article with an antiglare film include a protective plate and various filters provided on the viewing side of the image display device main body, a solar cell module protective plate, and the like.
  • the haze of the article with an antiglare film is preferably 15% or more, more preferably 15 to 45%, and still more preferably 18 to 35%. When the haze is 15% or more, the antiglare effect is sufficiently exhibited. If the haze is 45% or less, a decrease in contrast of the image can be sufficiently suppressed.
  • Examples of the material for the substrate include glass, metal, resin, silicon, wood, and paper.
  • Examples of the glass include soda lime glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, and alkali-free glass.
  • Aluminosilicate glass is preferable because it is easy to be subjected to a large compressive stress by the tempering treatment even if the thickness is small, and is suitable as an article placed on the viewing side of the image display device.
  • chemically strengthened glass is preferable, and chemically strengthened aluminosilicate glass is particularly preferable.
  • the resin include polyethylene terephthalate, polycarbonate, triacetyl cellulose, polymethyl methacrylate, and the like.
  • Examples of the form of the substrate include a plate and a film.
  • the shape of the substrate is usually a flat shape. Recently, in various devices (TVs, personal computers, smartphones, car navigation systems, etc.), the display surface of the image display device has been curved, and the curved surface is curved in accordance with the shape of the image display device. The shape which has this may be sufficient.
  • the substrate may have a functional layer on the surface of the substrate body.
  • the functional layer include an undercoat layer, an adhesion improving layer, and a protective layer.
  • the undercoat layer functions as an alkali barrier layer or a wide band low refractive index layer.
  • the undercoat layer is preferably a layer formed by applying an undercoat coating composition containing a hydrolyzate of alkoxysilane (sol-gel silica) to the substrate body.
  • the antiglare film includes a silica precursor (A), scaly particles (B), and a liquid medium (C), and if necessary, other particles (D) other than scaly particles (B), In a matrix mainly composed of silica, which is obtained by applying a coating liquid which may contain a known additive (E) to a substrate and baking it, and derived from the silica precursor (A) Scale-like particles (B) are present.
  • the coating liquid contains at least one or both of a silane compound (A1) having a hydrocarbon group bonded to a silicon atom and a hydrolyzable group and a hydrolysis condensate thereof as a silica precursor (A).
  • the 60 ° specular gloss on the surface of the antiglare film is preferably 20% or less, more preferably 17% or less, and even more preferably 15% or less.
  • the 60 ° specular gloss on the surface of the antiglare film is an index of the antiglare effect. If the 60 ° specular gloss is 20% or less, the antiglare effect is sufficiently exhibited.
  • the arithmetic average roughness Ra of the surface of the antiglare film is preferably 0.17 ⁇ m or more, more preferably 0.17 to 0.40 ⁇ m, and further preferably 0.20 to 0.35 ⁇ m. If the arithmetic average roughness Ra of the surface of the antiglare film is 0.17 ⁇ m or more, the antiglare effect is sufficiently exhibited. When the arithmetic average roughness Ra of the surface of the antiglare film is 0.40 ⁇ m or less, a decrease in image contrast is sufficiently suppressed.
  • a coating solution containing a silica precursor (A), scaly particles (B), and a liquid medium (C) is applied to a substrate and baked to prevent it.
  • a step of forming a dazzling film If necessary, it may have a step of forming a functional layer on the surface of the substrate body before forming the anti-glare film, and a step of performing known post-processing after forming the anti-glare film. It may be.
  • the coating solution contains a silica precursor (A), scaly particles (B), and a liquid medium (C), and if necessary, other particles (D) other than scaly particles (B), known
  • the additive (E) may be included.
  • the coating liquid contains at least one or both of a silane compound (A1) having a hydrocarbon group bonded to a silicon atom and a hydrolyzable group and a hydrolysis condensate thereof as a silica precursor (A).
  • the ratio of the silica precursor (A) (in terms of SiO 2 ) in the coating solution is 35 in the solid content (100% by mass) in the coating solution (however, the silica precursor (A) is in terms of SiO 2 ). Is preferably 90 to 90% by mass, and more preferably 50 to 88% by mass. When the proportion of the silica precursor (A) is 35% by mass or more, sufficient adhesion strength with the substrate can be obtained. If the ratio of the silica precursor (A) is 90% by mass or less, cracks and film peeling of the antiglare film can be sufficiently suppressed even if the film thickness is large.
  • the ratio of the total (SiO 2 equivalent) of the silane compound (A1) and its hydrolysis condensate in the coating solution is the solid content (100% by mass) in the coating solution (however, the silica precursor (A) is equivalent to SiO 2 ) 5) to 30% by mass, and more preferably 7 to 20% by mass.
  • the total ratio of the silane compound (A1) and its hydrolysis condensate is 5% by mass or more, cracks and film peeling of the antiglare film can be sufficiently suppressed even if the film thickness is large.
  • the total ratio of the silane compound (A1) and its hydrolysis condensate is 30% by mass or less, sufficient wear resistance can be obtained.
  • the ratio of the scaly particles (B) in the coating solution is 5 to 35% by mass in the solid content (100% by mass) in the coating solution (however, the silica precursor (A) is converted to SiO 2 ). Preferably, 5 to 30% by mass is more preferable.
  • the ratio of the scale-like particles (B) is 5% by mass or more, cracks and peeling of the antiglare film can be sufficiently suppressed even if the film thickness is large.
  • the ratio of the scale-like particles (B) is 35% by mass or less, sufficient wear resistance can be obtained.
  • the ratio of the other particles (D) in the coating solution is the solid content (100% by mass) in the coating solution (however, the silica precursor (A) is converted to SiO 2 ). ) Is preferably 0.5 to 5% by mass, more preferably 1 to 3% by mass. If the proportion of other particles (D) is 0.5% by mass or more, the haze of the article with the antiglare film is sufficiently high, and the 60 ° specular gloss on the surface of the antiglare film is sufficiently low. Therefore, the antiglare effect is sufficiently exhibited. When the ratio of the other particles (D) is 5% by mass or less, sufficient wear resistance can be obtained.
  • the solid content concentration in the coating solution is preferably 1 to 5% by mass, more preferably 2 to 4% by mass in the coating solution (100% by mass).
  • the solid content concentration is 1% by mass or more, the amount of the coating solution can be reduced. If solid content concentration is 5 mass% or less, the uniformity of the film thickness of an anti-glare film will improve.
  • the coating liquid includes, for example, a solution containing one or both of the silane compound (A1) and its hydrolysis condensate, a dispersion of scaly particles (B), and, if necessary, the silane compound (A1) and It can prepare by mixing the solution of other silica precursors (A2) other than the hydrolysis-condensation product, and the dispersion liquid of other particles (D).
  • a hydrolyzed condensate of tetraalkoxysilane is used as the other silica precursor (A2)
  • a solution of tetraalkoxysilane from the point that an antiglare film having desired performance can be produced with high reproducibility, or After mixing the solution of the mixture of tetraalkoxysilane and its hydrolysis condensate and the dispersion of scale-like particles (B), the tetraalkoxysilane is hydrolyzed and condensed in the presence of scale-like particles (B). It is preferable.
  • the silica precursor (A) includes at least one or both of a silane compound (A1) having a hydrocarbon group and a hydrolyzable group bonded to a silicon atom, and a hydrolysis condensate thereof.
  • the silica precursor (A) may further contain a silica precursor (A2) other than the silane compound (A1) and its hydrolysis condensate, if necessary.
  • Silane compound (A1) The silane compound (A1) has a hydrocarbon group and a hydrolyzable group bonded to a silicon atom.
  • the hydrocarbon group is one selected from —O—, —S—, —CO— and —NR′— (wherein R ′ is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group) between carbon atoms, or You may have group which combined 2 or more.
  • the hydrocarbon group may be a monovalent hydrocarbon group bonded to one silicon atom or a divalent hydrocarbon group bonded to two silicon atoms.
  • Examples of the monovalent hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, and an aryl group.
  • Examples of the divalent hydrocarbon group include an alkylene group, an alkenylene group, and an arylene group.
  • the hydrolyzable group examples include an alkoxy group, an acyloxy group, a ketoxime group, an alkenyloxy group, an amino group, an aminoxy group, an amide group, an isocyanate group, a halogen atom, and the like, and the stability and hydrolysis of the silane compound (A1). From the viewpoint of balance with ease of handling, an alkoxy group, an isocyanate group and a halogen atom (particularly a chlorine atom) are preferred. As the alkoxy group, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a methoxy group or an ethoxy group is more preferable. When a plurality of hydrolyzable groups are present in the silane compound (A1), the hydrolyzable groups may be the same group or different groups, and it is easy to obtain that they are the same group. This is preferable.
  • silane compound (A1) examples include a compound represented by the formula (I) described later, an alkoxysilane having an alkyl group (methyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, etc.), an alkoxysilane having a vinyl group (vinyltrimethoxysilane).
  • alkoxysilanes having an epoxy group (2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane) And 3-glycidoxypropyltriethoxysilane) and alkoxysilanes having an acryloyloxy group (such as 3-acryloyloxypropyltrimethoxysilane).
  • a commercially available thing may be used for a silane compound (A1), and what was manufactured may be used for it.
  • silane compound (A1) a compound represented by the following formula (I) is preferable from the viewpoint that cracks and film peeling of the antiglare film are sufficiently suppressed even when the film thickness is large.
  • Q is a divalent hydrocarbon group (-O—, —S—, —CO— and —NR′— (wherein R ′ is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group) between carbon atoms. It may have a group obtained by combining one or two or more selected.).
  • Q is preferably an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms, and is preferably an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms, since it is easily available and even if the film thickness is large, cracks and film peeling of the antiglare film are sufficiently suppressed. More preferred is an alkyl group.
  • L is a hydrolyzable group.
  • the hydrolyzable group include those described above, and preferred embodiments are also the same.
  • R is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group. Examples of the monovalent hydrocarbon include those described above.
  • p is an integer of 1 to 3. p is preferably 2 or 3, particularly preferably 3, from the viewpoint that the reaction rate does not become too slow.
  • the silane compound represented by the formula (I) include 1,6-bis (trimethoxysilyl) hexane, 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane, and 1,8-bis (trimethoxysilyl) octane. 1,4-bis (triethoxysilyl) benzene, bis ((3-methyldimethoxysilyl) propyl) polypropylene oxide, and the like.
  • silica precursors (A2) include hydrolyzed condensates (sol-gel silica) of alkoxysilanes (excluding the silane compound (A1)) and alkoxysilanes (excluding the silane compound (A1)). ), Silazane and the like, and from the viewpoint of each characteristic of the antiglare film, either one or both of alkoxysilane (however, excluding the silane compound (A1)) and its hydrolysis condensate are preferable. A hydrolysis condensate of (except for the silane compound (A1)) is more preferred.
  • alkoxysilane examples include tetraalkoxysilane (tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, etc.) and the like.
  • Hydrolysis condensate In the case of tetraalkoxysilane, hydrolysis of the alkoxysilane is carried out using 4 times or more moles of water of the alkoxysilane and an acid or alkali as a catalyst.
  • the acid include inorganic acids (such as nitric acid, sulfuric acid, and hydrochloric acid) and organic acids (such as formic acid, oxalic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, and trichloroacetic acid).
  • the alkali include ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like.
  • the catalyst is preferably an acid from the viewpoint of long-term storage stability of the alkoxysilane hydrolysis condensate.
  • the average aspect ratio of the scaly particles (B) is preferably 50 to 650, more preferably 100 to 350, and still more preferably 170 to 240.
  • the average aspect ratio of the scaly particles (B) is 50 or more, cracks and film peeling of the antiglare film can be sufficiently suppressed even if the film thickness is large.
  • the average aspect ratio of the scaly particles (B) is 650 or less, the dispersion stability in the coating solution is good.
  • the average particle size of the scaly particles (B) is preferably 0.08 to 0.42 ⁇ m, more preferably 0.17 to 0.21 ⁇ m. If the average particle diameter of the scaly particles (B) is 0.08 ⁇ m or more, cracks and film peeling of the antiglare film can be sufficiently suppressed even if the film thickness is large. When the average particle size of the scaly particles (B) is 0.42 ⁇ m or less, the dispersion stability in the coating solution is good.
  • scaly particles (B) examples include scaly silica particles, scaly alumina particles, scaly titania, scaly zirconia, and the like. Silica particles are preferred.
  • the flaky silica particles are flaky silica primary particles or silica secondary particles formed by laminating and laminating a plurality of flaky silica primary particles in parallel with each other.
  • the silica secondary particles usually have a particle form of a laminated structure.
  • the scaly silica particles may be either one of the silica primary particles and the silica secondary particles, or both.
  • the thickness of the silica primary particles is preferably 0.001 to 0.1 ⁇ m. If the thickness of the silica primary particles is within the above range, scaly silica secondary particles in which one or a plurality of sheets are superposed with the planes oriented parallel to each other can be formed.
  • the ratio of the minimum length to the thickness of the silica primary particles is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, and still more preferably 10 or more.
  • the thickness of the silica secondary particles is preferably 0.001 to 3 ⁇ m, and more preferably 0.005 to 2 ⁇ m.
  • the ratio of the minimum length to the thickness of the silica secondary particles is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, and still more preferably 10 or more.
  • the silica secondary particles are preferably present independently of each other without fusing.
  • the SiO 2 purity of the scaly silica particles is preferably 95.0% by mass or more, and more preferably 99.0% by mass or more.
  • a powder that is an aggregate of a plurality of scaly silica particles or a dispersion in which the powder is dispersed in a liquid medium is used.
  • the silica concentration in the dispersion is preferably 1 to 80% by mass.
  • the powder or dispersion may contain not only scaly silica particles but also amorphous silica particles generated during the production of scaly silica particles.
  • the scaly silica particles are, for example, pulverized and dispersed aggregated silica tertiary particles (hereinafter also referred to as silica aggregates) having gaps formed by irregularly overlapping the scaly silica particles.
  • silica aggregates pulverized and dispersed aggregated silica tertiary particles having gaps formed by irregularly overlapping the scaly silica particles.
  • Amorphous silica particles are in a state in which silica aggregates are atomized to some extent, but are not in the state of being atomized to individual scaly silica particles, and a shape in which a plurality of scaly silica particles form a lump. It is.
  • the amorphous silica particles When the amorphous silica particles are included, the denseness of the antiglare film to be formed may be reduced, and cracks and film peeling may easily occur. Therefore, the smaller the content of amorphous silica particles in the powder or dispersion, the better.
  • the amorphous silica particles and the silica aggregates are both observed in black in TEM observation. On the other hand, the flaky silica primary particles or silica secondary particles are observed to be transparent or translucent in TEM observation.
  • the flaky silica particles commercially available ones may be used, or those produced may be used.
  • the scaly silica particles are preferably produced by the production method (P) described later.
  • the production method (P) compared to a known production method (for example, the method described in Japanese Patent No. 4063464), the generation of amorphous silica particles in the production process is suppressed, and the inclusion of amorphous silica particles. A small amount of powder or dispersion can be obtained.
  • the production method (P) includes a step of acid-treating silica powder containing silica aggregates in which scaly silica particles are aggregated at a pH of 2 or less, and alkali-treating the acid-treated silica powder at pH of 8 or more to obtain a silica aggregate.
  • a manufacturing method of a silica powder it has the process of carrying out the hydrothermal treatment of the starting raw material of a silica powder.
  • the silica aggregate so-called layered polysilicic acid and / or a salt thereof can be used.
  • the layered polysilicic acid is a polysilicate having a silicate layer structure in which the basic structural unit is a SiO 4 tetrahedron.
  • Examples of the layered polysilicic acid and / or a salt thereof include silica-X (SiO 2 -X), silica-Y (SiO 2 -Y), Kenyaite, magadiite, macatite, islayite, kanemite, octosilicate, and the like.
  • Silica-X or silica-Y is preferred.
  • Silica-X and silica-Y are intermediate phases or metastable phases generated in the process of hydrothermally treating silica raw materials to form cristobalite and quartz (quartz), and should also be referred to as quasicrystalline silica. It is a weak crystal phase. Silica-X and silica-Y have different X-ray diffraction patterns, but the particle appearance observed with an electron microscope is very similar, and both can be preferably used for obtaining scaly silica particles. .
  • the X-ray diffraction spectrum of the silica aggregate is preferably characterized by the main peak of silica-X and / or silica-Y.
  • silica powder examples include a method of hydrothermally treating one or more of silica hydrogel, silica sol and hydrous silicic acid as starting materials in the presence of an alkali metal salt. Note that the silica powder is not limited to those formed by this method, but includes those formed by an arbitrary method.
  • silica hydrogel By using silica hydrogel as a starting material, silica-X, silica-Y, etc. can be formed as silica aggregates in a low temperature, short-time reaction without generating crystals such as quartz and with high yield. .
  • silica hydrogel particulate silica hydrogel is preferable.
  • the particle shape of the silica hydrogel may be spherical or irregular. The method for granulating the silica hydrogel can be selected as appropriate.
  • a method for granulating the spherical silica hydrogel for example, (i) a method in which silica hydrosol is solidified in a spherical shape in a liquid medium such as petroleum, (ii) an alkali metal silicate aqueous solution and a mineral acid aqueous solution are used.
  • a method of mixing to produce silica sol in a short time, releasing it into a gaseous medium, and gelling in the gas can be mentioned, and the method (ii) is preferred.
  • the mineral acid aqueous solution include a sulfuric acid aqueous solution, hydrochloric acid, and a nitric acid aqueous solution.
  • an alkali metal silicate aqueous solution and a mineral acid aqueous solution are introduced into a container equipped with a discharge port through separate inlets and instantaneously uniformly mixed, and the SiO 2 concentration is 130 g / L or more and the pH is 7 to 9.
  • a silica sol is produced. This silica sol is discharged from a discharge port into a gaseous medium such as air and gelled in the air. The gelled product is dropped into a ripening tank filled with water and aged for several minutes to several tens of minutes, and then an acid is added and washed with water to obtain a spherical silica hydrogel.
  • the obtained silica hydrogel is a transparent and elastic spherical particle having an average particle diameter of about 2 to 10 mm with a uniform particle size, and may contain about 4 times as much water as SiO 2 in mass ratio.
  • the SiO 2 concentration in the silica hydrogel is preferably 15 to 75% by mass.
  • silica sol As the silica sol, it is preferable to use a silica sol containing a specific amount of silica and an alkali metal.
  • a silica sol a molar ratio (SiO 2 / Me 2 ) between silica (SiO 2 equivalent) and alkali metal (Me 2 O equivalent; Me is an alkali metal such as Li, Na, K, etc. The same shall apply hereinafter).
  • a silica sol obtained by removing an alkali metal silicate solution having an O) of 1.0 to 3.4 by an ion exchange resin method, an electrodialysis method or the like is preferably used.
  • the SiO 2 / Me 2 O of this silica sol is preferably from 3.5 to 20, and more preferably from 4.5 to 18.
  • As the alkali metal silicate aqueous solution water glass (sodium silicate aqueous solution) appropriately diluted with water or the like is preferable.
  • the SiO 2 concentration in the silica sol is preferably 2 to 20% by mass, and more preferably 3 to 15% by mass.
  • the average particle diameter of silica in the silica sol is preferably 1 to 100 nm. When the average particle diameter is 100 nm or less, the stability of the silica sol is good.
  • the silica sol those having an average particle diameter of 1 to 20 nm or less, called activated silicic acid, are particularly preferred.
  • silica powder containing silica aggregates can be formed by the same method as silica sol.
  • Silica powder containing silica agglomerates by performing hydrothermal treatment by heating one or more silica sources of silica hydrogel, silica sol and hydrous silicic acid in a heated pressure vessel such as an autoclave in the presence of an alkali metal salt
  • a heated pressure vessel such as an autoclave
  • the body can be formed. Since the silica source is hydrothermally treated, purified water such as distilled water or ion exchange water may be further added to adjust the silica concentration to a desired range prior to charging the autoclave.
  • purified water such as distilled water or ion exchange water
  • a spherical silica hydrogel it may be used as it is, or it may be pulverized or coarsely pulverized so that the average particle diameter is about 0.1 to 6 mm.
  • the type of the autoclave is not particularly limited.
  • the autoclave may be provided with at least a heating means, a stirring means, and preferably a temperature measuring means.
  • the total SiO 2 concentration in the processing solution in the autoclave is selected in consideration of stirring efficiency, crystal growth rate, yield, etc., and is usually preferably 1-30% by mass based on the total amount of charged raw materials, and 10-20% by mass. Is more preferable.
  • the total SiO 2 concentration in the treatment solution is that the total SiO 2 concentration in the system, SiO 2 not only in the silica source, the case of using sodium silicate or the like as an alkali metal salt, sodium silicate, etc. This is a value obtained by adding SiO 2 brought into the system.
  • the pH of the treatment liquid is adjusted to the alkali side, the silica solubility is increased moderately, the crystallization rate based on the so-called Ostwald ripening is increased, and the silica hydrogel Can be converted to silica-X and / or silica-Y.
  • alkali metal salt examples include alkali metal hydroxide, alkali metal silicate, alkali metal carbonate, and the like, or a combination thereof.
  • alkali metal examples include Li, Na, K, and the like, or a combination thereof.
  • the pH of the system of the treatment liquid subjected to hydrothermal treatment is preferably 7 or more, more preferably 8 to 13, and further preferably 9 to 12.5.
  • the molar ratio (SiO 2 / Me 2 O) between the total SiO 2 and the alkali metal (Me 2 O equivalent) in the system is preferably 4 to 15, and more preferably 7 to 13.
  • Hydrothermal treatment of silica sol or hydrous silicic acid is preferably performed at 150 to 250 ° C., more preferably 170 to 220 ° C., from the viewpoint of increasing the reaction rate and decreasing the progress of crystallization.
  • the hydrothermal treatment time of silica sol or hydrous silicic acid may vary depending on the hydrothermal treatment temperature, the presence or absence of addition of seed crystals, etc., but is preferably 3 to 50 hours, more preferably 3 to 40 hours, further preferably 5 to 25 hours. preferable.
  • the hydrothermal treatment of the silica hydrogel is preferably performed at 150 to 220 ° C., more preferably 160 to 200 ° C., and further preferably 170 to 195 ° C.
  • the hydrothermal treatment time of the silica hydrogel may vary depending on the hydrothermal treatment temperature, the presence or absence of seed crystals, etc., but is preferably 3 to 50 hours, more preferably 5 to 40 hours, still more preferably 5 to 25 hours. ⁇ 12 hours is particularly preferred.
  • silica-X, silica-Y, etc. can be used as they are or after being appropriately pulverized.
  • the product After completion of hydrothermal treatment, the product is removed from the autoclave, filtered and washed with water.
  • the particles after the water washing treatment preferably have a pH of 5 to 9 and more preferably 6 to 8 when a 10% by mass water slurry is formed.
  • the average particle size of the obtained silica powder is preferably 7 to 25 ⁇ m, more preferably 7 to 11 ⁇ m.
  • the silica powder includes a silica aggregate in which scaly silica particles are aggregated.
  • the silica aggregate is an aggregate-shaped silica tertiary particle having a gap formed by irregularly overlapping the scaly silica particles.
  • the silica aggregate can be confirmed by using a scanning electron microscope (hereinafter also referred to as SEM) of the silica powder.
  • the flaky silica primary particles cannot be identified, and the flaky silica secondary particles formed by overlapping a plurality of the primary silica particles oriented parallel to each other in the plane can be identified.
  • TEM can identify primary silica particles that are ultrathin piece particles through which an electron beam is partially transmitted. Further, it is possible to identify silica secondary particles in which the primary silica particles are aligned in parallel with each other and overlap each other. Silica primary particles and silica secondary particles are scaly silica particles.
  • the silica aggregates can be refined to the flaky silica secondary particles, and further to the flaky silica primary particles.
  • Acid treatment As an acid treatment method, an acidic liquid is added to a dispersion containing silica powder (including a slurry dispersion) (hereinafter also referred to as a silica dispersion) so that the pH of the system is 2 or less. And the method of processing with stirring arbitrarily is mentioned.
  • a dispersion containing silica powder including a slurry dispersion
  • the method of processing with stirring arbitrarily is mentioned.
  • the silica powder containing the silica aggregate with an acid treatment at a pH of 2 or less
  • the peptization of the silica aggregate can be promoted in the subsequent alkali treatment, and the generation of amorphous silica particles can be suppressed after the wet crushing step.
  • the alkali metal salt contained in a silica powder can be removed by performing an acid treatment.
  • an alkali metal salt is added in the hydrothermal treatment.
  • the pH of the acid treatment may be 2 or less, and preferably 1.9 or less.
  • the acid treatment is preferably performed at room temperature for 8 hours or longer in order to sufficiently perform the treatment.
  • an aqueous mineral acid solution such as a sulfuric acid aqueous solution, hydrochloric acid, nitric acid aqueous solution or the like can be used.
  • concentration of the mineral acid is preferably 1 to 37% by mass.
  • the SiO 2 concentration in the silica dispersion is preferably 5 to 15% by mass.
  • the pH of the silica dispersion is preferably 10-12.
  • the mixing ratio of the silica dispersion and the acidic liquid may be adjusted so that the pH is 2 or less, and is not particularly limited.
  • the silica powder after acid treatment of the silica dispersion it is preferable to wash the silica powder after acid treatment of the silica dispersion.
  • the alkali metal salt mixed by the hydrothermal treatment or a product derived therefrom can be removed.
  • the washing method include a method of washing with water when the silica dispersion is filtered or centrifuged.
  • the silica dispersion after washing may be adjusted by adding water or concentrating it to adjust the solid content concentration.
  • water can be added to form a silica dispersion.
  • the pH of the silica dispersion after washing is preferably 4-6.
  • Al aluminum
  • Negatively charged silica powder can enhance dispersibility in acidic media.
  • Examples of the aluminate treatment method include a method in which an aqueous solution of aluminate is added to a silica dispersion, optionally stirred and mixed, and then heat treated to introduce Al into the surface of the silica particles.
  • the mixing is preferably performed at 10 to 30 ° C. for 0.5 to 2 hours.
  • the heat treatment is preferably performed under heating and reflux conditions, and is preferably performed at 80 to 110 ° C. for 4 hours or more.
  • aluminate examples include sodium aluminate and potassium aluminate, and combinations thereof, and sodium aluminate is preferable.
  • the molar ratio of aluminate (Al 2 O 3 equivalent) and the silica powder and (SiO 2 conversion) (Al 2 O 3 / SiO 2) is preferably from 0.00040 to 0.00160.
  • the concentration of the aluminate aqueous solution is preferably 1 to 3% by mass.
  • the addition amount of the aluminate aqueous solution is preferably 5.8 to 80.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of SiO 2 in the silica dispersion.
  • the SiO 2 concentration in the silica dispersion is preferably 5 to 20% by mass.
  • the pH of the silica dispersion is preferably 6-8.
  • the silica dispersion after the treatment with aluminate may be adjusted by adding water or concentrating it to adjust the solid content.
  • the pH of the silica dispersion after the aluminate treatment is preferably 6-8.
  • Alkaline treatment The silica powder after acid treatment and, if necessary, aluminate treatment is alkali-treated at pH 8 or more, and the silica aggregate is peptized. By the alkali treatment, the strong bonds of the silica aggregates can be peptized to approach the form of individual scaly silica particles.
  • Peptizing the silica aggregate means imparting a charge to the silica aggregate and dispersing individual silica particles in the medium. Almost all of the silica particles contained in the silica powder may be peptized into individual scaly silica particles by alkali treatment, or only a part thereof may be peptized to leave an aggregate. In addition, the silica aggregate contained in the silica dispersion may be peptized into individual scale-like silica particles, or only a part thereof may be peptized to leave the aggregate part. The remaining agglomerates can be crushed into individual scaly silica particles in a subsequent wet crushing step.
  • the pH of the alkali treatment may be 8 or more, preferably 8.5 or more, and more preferably 9 or more. If the pH of the alkali treatment is 8 or more, peptization of the silica aggregates contained in the silica powder can be promoted. Further, even if the silica aggregate remains after the alkali treatment, the binding of the silica aggregate to the scaly silica particles can be weakened, and it is easy to disintegrate into individual scaly silica particles in the subsequent wet crushing step.
  • Examples of the alkali treatment method include a method in which an alkaline liquid is added to the silica dispersion so that the pH is 8 or more, and the treatment is optionally performed with stirring. Instead of the alkaline liquid, an alkali metal salt and water may be added separately.
  • the alkali treatment is preferably performed at 10 to 50 ° C. for 1 to 48 hours, more preferably 2 to 24 hours.
  • alkali metal salt examples include hydroxides of alkali metals such as lithium (Li), sodium (Na), and potassium (K), carbonates, and the like, and combinations thereof.
  • An aqueous solution containing an alkali metal salt can be used as the alkaline liquid.
  • ammonia water NH 4 + OH ⁇ ) may be used as the alkaline liquid.
  • the concentration of the alkali metal salt in the silica dispersion is preferably 0.01 to 28% by mass, preferably 0.04 to 5% by mass is more preferable, and 0.1 to 2.5% by mass is even more preferable.
  • the amount of the alkali metal salt is preferably 0.4 to 2.5 mmol, more preferably 0.5 to 2 mmol, with respect to 1 g of SiO 2 in the silica dispersion.
  • the SiO 2 concentration in the silica dispersion is preferably 3 to 7% by mass.
  • the pH of the silica dispersion is preferably 8-11. What is necessary is just to adjust so that pH may become 8 or more about the mixture ratio of a silica dispersion and an alkaline liquid, and it does not restrict
  • the average particle size of the silica powder contained in the silica dispersion after the alkali treatment is preferably 3 to 10 ⁇ m, more preferably 4 to 8.5 ⁇ m.
  • water may be added or concentrated to adjust the solid content.
  • the pH of the silica dispersion after the alkali treatment is preferably 8.0 to 12.5.
  • the alkali-treated silica powder is wet pulverized to obtain scaly silica particles.
  • the silica powder subjected to the alkali treatment includes amorphous silica particles in which the silica aggregates are peptized and a part of the remaining silica aggregates and the silica aggregates are atomized to some extent.
  • wet crushing the amorphous silica particles can be further crushed to obtain individual scaly silica particles.
  • the crushing of the amorphous silica particles can be promoted in the wet crushing. Therefore, the amount of amorphous silica particles that remain without being sufficiently crushed can be suppressed.
  • Wet crushing equipment includes wet crushing equipment (crushing) such as a wet bead mill, a wet ball mill, a thin-film swirl type high-speed mixer, and an impact crushing device (such as Nanomizer) that mechanically stirs at high speed using a crushing medium. Apparatus).
  • wet crushing equipment such as a wet bead mill, a wet ball mill, a thin-film swirl type high-speed mixer, and an impact crushing device (such as Nanomizer) that mechanically stirs at high speed using a crushing medium. Apparatus).
  • medium beads such as alumina and zirconia having a diameter of 0.2 to 1 mm
  • the impact crusher is a device in which a dispersion containing powder is put into a thin tube of 80 to 1000 ⁇ m under pressure, and the particles in the dispersion collide and disperse. Use an impact crusher. Can break up the particles more finely.
  • the silica powder to be wet pulverized is preferably supplied to a wet pulverizer at a suitable concentration as a dispersion in purified water such as distilled water or ion exchange water.
  • the SiO 2 concentration in the dispersion is preferably from 0.1 to 20% by mass, and more preferably from 0.1 to 15% by mass in consideration of crushing efficiency and work efficiency due to increase in viscosity.
  • Cation exchange treatment The silica powder after wet crushing may optionally be subjected to cation exchange treatment. By performing cation exchange treatment, cations, particularly metal ions, contained in the silica powder can be removed.
  • Examples of the cation exchange treatment method include a method in which a cation exchange resin is added to a silica dispersion containing silica powder and the mixture is optionally stirred.
  • the cation exchange treatment is preferably performed at 10 to 50 ° C. for 0.5 to 24 hours.
  • the resin matrix of the cation exchange resin examples include styrene resins such as styrene-divinylbenzene and (meth) acrylic acid resins.
  • a hydrogen type (H type) cation exchange resin is preferable, and examples thereof include a cation exchange resin having a sulfonic acid group, a carboxyl group, or a phosphoric acid group.
  • the amount of the cation exchange resin is preferably 3 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of SiO 2 in the silica dispersion.
  • the SiO 2 concentration in the silica dispersion is preferably 3 to 20% by mass.
  • the pH of the silica dispersion is preferably 4 or less.
  • the liquid medium (C) is a solvent that dissolves the silica precursor (A), and is a dispersion medium that disperses the scaly particles (B) and other particles (D).
  • liquid medium (C) examples include water, alcohols, ketones, ethers, cellosolves, esters, glycol ethers, nitrogen-containing compounds, and sulfur-containing compounds.
  • Examples of alcohols include methanol, ethanol, isopropanol, butanol, diacetone alcohol and the like.
  • Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone.
  • Examples of ethers include tetrahydrofuran and 1,4-dioxane.
  • Examples of cellosolves include methyl cellosolve and ethyl cellosolve.
  • Examples of esters include methyl acetate and ethyl acetate.
  • Examples of glycol ethers include ethylene glycol monoalkyl ether.
  • nitrogen-containing compound examples include N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone and the like.
  • sulfur-containing compound examples include dimethyl sulfoxide.
  • a liquid medium (C) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the liquid medium (C) contains at least water unless the liquid medium is replaced after hydrolysis of the alkoxysilane.
  • the liquid medium (C) may be a mixed liquid of water and another liquid.
  • other liquids include alcohols, ketones, ethers, cellosolves, esters, glycol ethers, nitrogen-containing compounds, and sulfur-containing compounds.
  • alcohols are preferable, and methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and butanol are particularly preferable.
  • Examples of the other particles (D) include spherical silica particles, rod-like silica particles, and acicular silica particles.
  • the haze of the article with the antiglare film is sufficiently high, and the 60 ° specular gloss on the surface of the antiglare film is sufficiently low, and as a result, the antiglare effect is sufficiently exhibited.
  • spherical silica particles are preferable, and porous spherical silica particles are more preferable.
  • the average particle diameter of the other particles (D) is preferably 0.3 to 2 ⁇ m, more preferably 0.5 to 1.5 ⁇ m. If the average particle diameter of the other particles (D) is 0.3 ⁇ m or more, the antiglare effect is sufficiently exhibited. When the average particle diameter of the other particles (D) is 2 ⁇ m or less, the dispersion stability in the coating solution is good.
  • the BET specific surface area of the porous spherical silica particles is preferably 200 to 300 m 2 / g.
  • the pore volume of the porous spherical silica particles is preferably 0.5 to 1.5 cm 3 / g.
  • Light Star registered trademark
  • Nissan Chemical Industries there can be mentioned Light Star (registered trademark) series manufactured by Nissan Chemical Industries.
  • the coating liquid may further contain an additive (E) as long as it does not impair the effects of the present invention.
  • the additive (E) include ultraviolet absorbers, infrared reflection / infrared absorbers, antireflection agents, surfactants for improving leveling properties, metal compounds for improving durability, and the like.
  • a coating method As a coating method, known wet coating methods (spray coating method, spin coating method, dip coating method, die coating method, curtain coating method, screen coating method, ink jet method, flow coating method, gravure coating method, bar coating method, flexographic method) Coating method, slit coating method, roll coating method, etc.). As a coating method, a spray method is preferable because sufficient unevenness can be easily formed.
  • the nozzle used in the spray method examples include a two-fluid nozzle and a one-fluid nozzle.
  • the particle size of the coating liquid droplets ejected from the nozzle is usually 0.1 to 100 ⁇ m, preferably 1 to 50 ⁇ m. If the particle size of the droplets is 1 ⁇ m or more, it is possible to form irregularities that sufficiently exhibit the antiglare effect in a short time. If the particle size of the droplet is 50 ⁇ m or less, it is easy to form moderate unevenness that sufficiently exhibits the antiglare effect.
  • the particle size of the droplets can be adjusted as appropriate according to the type of nozzle, spray pressure, liquid volume, and the like. For example, in a two-fluid nozzle, the higher the spray pressure, the smaller the droplet, and the larger the liquid volume, the larger the droplet.
  • the particle size of the droplet is the Sauter average particle size measured by a laser measuring device.
  • the arithmetic average roughness Ra and 60 ° specular gloss of the surface of the antiglare film can be adjusted by applying time, that is, the number of coated surfaces by spraying (that is, the number of overcoating) under a certain application condition. As the number of coated surfaces increases, the arithmetic average roughness Ra of the surface of the antiglare film increases. As a result, the 60 ° specular gloss decreases and the reflected image becomes unclear (that is, the antiglare effect increases). ), The haze increases (that is, the contrast decreases).
  • the substrate When applying the coating solution by spraying, it is preferable to heat the substrate to 30 to 90 ° C. in advance. If the temperature of a base material is 30 degreeC or more, since a liquid medium (C) will evaporate quickly, it will be easy to form sufficient unevenness
  • the substrate is a glass plate having a thickness of 5 mm or less
  • a heat insulating plate that has been set to a temperature equal to or higher than the temperature of the substrate in advance may be disposed under the substrate to suppress a decrease in the temperature of the substrate.
  • the coating film may be baked at the same time as the coating by heating the substrate when the coating solution is applied to the substrate, and after the coating solution is applied to the substrate, the coating film is heated. Also good.
  • the firing temperature is preferably 30 ° C. or higher.
  • the thickness of the antiglare film itself after firing is preferably in the range of 0.5 ⁇ m to 2.5 ⁇ m. When the thickness is in this range, it is easy to form surface irregularities and control the surface roughness to enhance the antiglare effect.
  • the antiglare film formed by applying and baking the coating liquid containing the silica precursor (A) is increased, the antiglare film is present due to the presence of hydrocarbon groups and scaly particles (B). Shrinkage is reduced and internal stress is reduced. As a result, even if the film thickness is large, cracks and film peeling of the antiglare film can be suppressed.
  • the image display device of the present invention includes an image display device main body for displaying an image, and an article with an antiglare film of the present invention provided on the viewing side of the image display device main body.
  • the image display device main body examples include a liquid crystal panel, an organic EL panel, a plasma display panel, and the like.
  • the article with the antiglare film may be provided integrally with the image display device main body as a protective plate of the image display device main body, or may be disposed on the viewing side of the image display device main body as various filters.
  • Examples 1 to 11 are examples, and examples 12 to 20 are comparative examples.
  • 60 ° specular gloss The 60 ° specular glossiness of the surface of the antiglare film is measured using a gloss meter (Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd.) for an article with an antiglare film with a black tape attached to the surface opposite to the side on which the antiglare film is formed. PG-3D) was used and measured at approximately the center of the antiglare film by the method described in JIS Z 8741: 1997.
  • the arithmetic average roughness Ra of the surface of the antiglare film was measured by a method described in JIS B 0601: 2001 using a surface roughness meter (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., Surfcom (registered trademark) 1500DX).
  • Wear resistance of the surface of the anti-glare film is, eraser (LION business machines Co., GAZA1K, vertical 18 mm ⁇ horizontal 11 mm) attached to a rubbing tester (Rika Co. Ohira), the eraser 9.8 ⁇ 10 -2
  • a test was performed in which the surface of the antiglare film was reciprocated horizontally at a pressure of MPa, and the difference (absolute value) in 60 ° specular gloss on the surface of the antiglare film before and after the eraser was reciprocated 200 times was determined. The smaller the difference in 60 ° specular gloss, the better the wear resistance.
  • the 60 ° specular gloss was measured on an article with an antiglare film in which a black tape was not attached to the surface opposite to the side on which the antiglare film was formed.
  • the silica sol became spherical droplets in the air and gelled in the air while drawing a parabola and staying for about 1 second.
  • the gelled material was dropped into an aging tank filled with water and aged. After aging, the pH was adjusted to 6 and washed thoroughly with water to obtain a silica hydrogel.
  • the obtained silica hydrogel was spherical particles, and the average particle diameter was 6 mm.
  • the mass ratio of water to SiO 2 in the silica hydrogel was 4.55 times.
  • the silica hydrogel was coarsely pulverized to an average particle size of 2.5 mm using a double roll crusher.
  • 7 of silica hydrogel SiO 2 concentration: 18% by mass was added so that the total SiO 2 / Na 2 O in the system was 12.0 (molar ratio).
  • silica dispersion was filtered and washed to take out silica powder and observed using TEM. It was confirmed that the silica powder contained silica aggregates.
  • the average particle size of the silica powder by a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (Horiba, Ltd., LA-950, the same shall apply hereinafter) was 8.33 ⁇ m.
  • Al 2 O 3 / SiO 2 0
  • Alkaline treatment While stirring 775 g of the silica dispersion after the aluminate treatment with a stirrer, 43.5 g of potassium hydroxide (1 mmol / g-silica) and 1,381 g of water were added. The pH after the addition was 9.9. Stirring was continued for 24 hours at room temperature to perform alkali treatment. The average particle diameter of the silica powder after the alkali treatment was 7.98 ⁇ m.
  • the silica dispersion after the alkali treatment is treated in 30 passes at a discharge pressure of 130 to 140 MPa using an ultra-high pressure wet atomizer (Nanomizer (registered trademark) NM2-2000AR, pore size 120 ⁇ m collision type generator, manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.).
  • the silica powder was crushed and dispersed.
  • the pH of the silica dispersion after pulverization was 9.3, and the average particle size measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer was 0.182 ⁇ m.
  • the silica dispersion after cation exchange was treated with an ultrafiltration membrane (manufactured by Daisen Membrane System, MOLSEP (registered trademark), molecular weight cut off: 150,000) to adjust the concentration.
  • MOLSEP registered trademark
  • silica particles were taken out from the obtained silica dispersion (flaky silica particle dispersion (a)) and observed with TEM, it was confirmed that they were only scaly silica particles substantially free of amorphous silica particles. It was done.
  • the average particle diameter of the flaky silica particles contained in the flaky silica particle dispersion (a) was the same as that after wet crushing, and was 0.182 ⁇ m.
  • the average aspect ratio was 188.
  • the solid content concentration of the scaly silica particle dispersion (a) measured with an infrared moisture meter was 5.0% by mass.
  • Example 1 Preparation of base solution (b) While stirring 34.33 g of denatured ethanol (manufactured by Nippon Alcohol Sales Co., Ltd., Solmix (registered trademark) AP-11, a mixed solvent containing ethanol as a main ingredient, the same shall apply hereinafter), silicate 40 (manufactured by Tama Chemical Industry Co. 4.20 g of a mixture of ethoxysilane and its hydrolysis condensate, solid content concentration (SiO 2 conversion: 40% by mass) and 2.00 g of scaly silica particle dispersion (a) were added and stirred for 30 minutes.
  • denatured ethanol manufactured by Nippon Alcohol Sales Co., Ltd., Solmix (registered trademark) AP-11, a mixed solvent containing ethanol as a main ingredient, the same shall apply hereinafter
  • silicate 40 manufactured by Tama Chemical Industry Co. 4.20 g of a mixture of ethoxysilane and its hydrolysis condensate, solid content concentration
  • scaly silica particles those having an average aspect ratio of 82 and an average particle diameter of 0.18 ⁇ m were used.
  • a mixed solution of 3.55 g of ion-exchanged water and 0.06 g of an aqueous nitric acid solution (nitric acid concentration: 61% by mass) was added and stirred for 60 minutes.
  • 0.09 g of porous spherical silica particles manufactured by Nissan Chemical Industries, Light Star (registered trademark) LA-S23A, solid content concentration (SiO 2 conversion): 23 mass%)
  • SiO 2 in terms of solid concentration is a solid content concentration when all Si of Silicate 40 was converted to SiO 2.
  • the base liquid (b) is composed of flaky silica particles as the flaky particles (B), tetraethoxysilane as the other silica precursor (A2), and porous spheres as the other particles (D). It is a liquid containing silica particles and ethanol and water as the dispersion medium (C).
  • silane compound (A1) which is a kind of silica precursor (A) (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-3066, solid content concentration (SiO 2 conversion): 37 mass %) was added and stirred at 60 ° C. for 15 minutes in a water bath to prepare a silane compound solution (c) having a solid content concentration (SiO 2 conversion) of 4.3 mass%.
  • Soda lime glass manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., FL1.1, size: 300 mm ⁇ 300 mm, thickness: 1.1 mm
  • the surface of the glass plate was washed with sodium bicarbonate water, rinsed with ion exchange water, and dried.
  • the glass plate was preheated in a preheating furnace (VTR-115, manufactured by Isuzu Seisakusho). With the surface temperature of the glass plate kept at 80 ° C., the coating liquid prepared as described above was applied to the surface of the glass plate with a spray pressure of 0.4 MPa, a nozzle moving speed of 750 mm / min, and a spray pitch of 22 mm. The coating was carried out by the spray method under the conditions and with the number of coated surfaces (number of overcoating) such that the finally formed antiglare film had a 60 ° specular gloss as shown in Table 2. For application by the spray method, a 6-axis coating robot (manufactured by Kawasaki Robotics, JF-5) was used.
  • a VAU nozzle manufactured by Spraying System Japan
  • spraying System Japan was used as the nozzle. Then, it heat-baked for 30 minutes at 450 degreeC in air
  • the cross-section curve graph obtained by measuring the thickness direction of the anti-glare film after firing by cross-sectional observation with a transmission electron microscope, the height at the lowest point a (the lowest cross-section height, that is, the anti-glare of the lowest cross-section portion) The thickness of the film was 1.0 ⁇ m.
  • Table 2 shows the evaluation results of the glass plate with an antiglare film of Example 1.
  • Example 2 to 20 Coating solutions of Examples 2 to 20 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the compositions shown in Table 1 were changed.
  • Example 1 except that the coating solution was changed and the number of coated surfaces (number of overcoatings) was changed so that the 60 ° specular gloss of the antiglare film finally formed became the value shown in Table 2.
  • a glass plate with an antiglare function was obtained.
  • the evaluation results are shown in Table 2.
  • 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane manufactured by AMAX Co., SIB1817 was used as the silane compound (A1).
  • the glass plates with antiglare films of Examples 1 to 11 prepared using the coating solution of the present invention were prepared as Examples 12 to 20 prepared without using the coating solution of the present invention.
  • the 60 ° specular gloss on the surface of the antiglare film is as low as 20% or less, and the arithmetic average roughness is in the range of 0.17 to 0.4 ⁇ m.
  • the haze was also in the range of 15 to 45%, and the antiglare effect was sufficiently exhibited, and film peeling was not observed, which was good.
  • the article with an antiglare film of the present invention can be used on an image display device (liquid crystal display, organic EL display, plasma display, etc.) provided in various devices (TV, personal computer, smartphone, mobile phone, etc.). This is useful for suppressing a decrease in visibility due to the reflection of light. Moreover, it can be used suitably also for articles
  • image display device liquid crystal display, organic EL display, plasma display, etc.

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Abstract

 シリカ前駆体を含む塗布液を塗布、焼成して形成された防眩膜を有する物品であって、膜厚が厚くても防眩膜のクラックや膜剥がれが抑えられた防眩膜付き物品、その製造方法および視認性が良好な画像表示装置を提供する。 基材12の表面に防眩膜14を有する物品10であって、防眩膜14が、シリカ前駆体(A)と、鱗片状粒子(B)と、液状媒体(C)とを含む塗布液を基材12に塗布し、焼成して得られたものであり、前記塗布液が、シリカ前駆体(A)として、ケイ素原子に結合した炭化水素基および加水分解性基を有するシラン化合物(A1)およびその加水分解縮合物のいずれか一方または両方を少なくとも含むことを特徴とする。

Description

防眩膜付き物品、その製造方法および画像表示装置
 本発明は、防眩膜付き物品、その製造方法および該防眩膜付き物品を具備する画像表示装置に関する。
 各種機器(テレビ、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、携帯電話等)に備え付けられた画像表示装置(液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ等)においては、室内照明(蛍光灯等)、太陽光等の外光が表示面に映り込むと、反射像によって視認性が低下する。
 外光の映り込みを抑える方法としては、凹凸を表面に有する防眩膜を、画像表示装置の表示面に配置し、外光を拡散反射させることで、反射像を不鮮明にする方法がある。
 防眩膜の形成方法としては、アルコキシシランの加水分解縮合物等のシリカ前駆体を含む塗布液を基材に塗布し、焼成する方法が知られている(特許文献1、2等)。
 ところで、防眩膜による防眩効果を高くするためには、表面の凹凸を大きくする(すなわち、表面を粗くする)必要がある。防眩膜の表面を粗くするためには、塗布液を塗り重ねて防眩膜の膜厚を厚くすればよい。しかし、防眩膜の膜厚を厚くすると、内部応力が高くなり、防眩膜にクラックや膜剥がれが発生する。
特開昭60-109134号公報 特開2009-058640号公報
 本発明は、シリカ前駆体を含む塗布液を塗布、焼成して形成された防眩膜を有する物品であって、膜厚が厚くても防眩膜のクラックや膜剥がれが抑えられた防眩膜付き物品、その製造方法および視認性が良好な画像表示装置を提供することを目的とする。
 本発明の防眩膜付き物品は、基材の表面に防眩膜を有する物品であって、前記防眩膜が、シリカ前駆体(A)と、鱗片状粒子(B)と、液状媒体(C)とを含む塗布液を基材に塗布し、焼成して得られたものであり、前記塗布液が、前記シリカ前駆体(A)として、ケイ素原子に結合した炭化水素基および加水分解性基を有するシラン化合物(A1)およびその加水分解縮合物のいずれか一方または両方を少なくとも含むことを特徴とする。
 前記防眩膜の表面における60゜鏡面光沢度は、20%以下であることが好ましい。
 前記シラン化合物(A1)とその加水分解縮合物との合計(SiO換算)の割合は、塗布液中の固形分(100質量%)(ただし、シリカ前駆体(A)はSiO換算とする。)のうち、5~30質量%であることが好ましい。
 前記鱗片状粒子(B)の割合は、塗布液中の固形分(100質量%)(ただし、シリカ前駆体(A)はSiO換算とする。)のうち、5~35質量%であることが好ましい。
 前記シラン化合物(A1)は、下式(I)で表される化合物であることが好ましい。
 R3-pSi-Q-SiL3-p ・・・(I)
 ただし、Qは、2価の炭化水素基(炭素原子間に-O-、-S-、-CO-および-NR’-(ただし、R’は水素原子または1価の炭化水素基である。)から選ばれる1つまたは2つ以上を組み合わせた基を有していてもよい。)であり、Lは、加水分解性基であり、Rは、水素原子または1価の炭化水素基であり、pは、1~3の整数である。
 前記シリカ前駆体(A)は、アルコキシシラン(ただし、前記シラン化合物(A1)を除く。)およびその加水分解縮合物のいずれか一方または両方をさらに含むことが好ましい。
 前記鱗片状粒子(B)は、鱗片状シリカ粒子であることが好ましい。
 前記基材は、化学強化ガラスであってもよい。
 前記基材は、アルミノシリケートガラスであってもよい。
 前記基材は、曲面を有するガラスであってもよい。
 本発明の防眩膜付き物品の製造方法は、基材の表面に防眩膜を有する物品を製造する方法であって、シリカ前駆体(A)と、鱗片状粒子(B)と、液状媒体(C)とを含む塗布液を基材に塗布し、焼成して防眩膜を形成する工程を有し、前記塗布液が、前記シリカ前駆体(A)として、ケイ素原子に結合した炭化水素基および加水分解性基を有するシラン化合物(A1)およびその加水分解縮合物のいずれか一方または両方を少なくとも含むことを特徴とする。
 本発明の画像表示装置は、画像を表示する画像表示装置本体と、前記画像表示装置本体の視認側に設けられた本発明の防眩膜付き物品とを具備することを特徴とする。
 本発明によれば、シリカ前駆体を含む塗布液を塗布、焼成して形成された防眩膜を有する物品であって、膜厚が厚くても防眩膜のクラックや膜剥がれが抑えられた防眩膜付き物品を得ることができる。
 本発明の防眩膜付き物品の製造方法によれば、シリカ前駆体を含む塗布液を塗布、焼成する方法によって膜厚が厚い防眩膜を形成しても、防眩膜にクラックや膜剥がれが発生しにくい。
 本発明の画像表示装置は、視認性が良好である。
本発明の防眩膜付き物品の一例を示す断面模式図である。
 以下の用語の定義は、本明細書および特許請求の範囲にわたって適用される。
 「シリカ前駆体」とは、焼成することによってシリカを主成分とするマトリックスを形成し得る物質を意味する。
 「シリカを主成分とする」とは、SiOを90質量%以上含むことを意味する。
 「ケイ素原子に結合した加水分解性基」とは、加水分解によって、ケイ素原子に結合したOH基に変換し得る基を意味する。
 「鱗片状粒子」とは、扁平な形状を有する粒子を意味する。粒子の形状は、透過型電子顕微鏡(以下、TEMとも記す。)を用いて確認できる。
 「60゜鏡面光沢度」は、JIS Z 8741:1997(ISO 2813:1994)に記載された方法によって、防眩膜が形成された側とは反対側の面に黒色テープを貼り付けた防眩膜付き物品について測定される。
 「ヘーズ」は、JIS K 7136:2000(ISO 14782:1999)に記載された方法によって測定される。
 「算術平均粗さRa」は、JIS B 0601:2001(ISO 4287:1997)に記載された方法によって測定される。
 「平均粒子径」は、体積基準で求めた粒度分布の全体積を100%とした累積体積分布曲線において50%となる点の粒子径、すなわち体積基準累積50%径(D50)を意味する。粒度分布は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置で測定した頻度分布および累積体積分布曲線で求められる。
 「アスペクト比」は、粒子の厚さに対する最長長さの比(最長長さ/厚さ)を意味し、「平均アスペクト比」は、無作為に選択された50個の粒子のアスペクト比の平均値である。粒子の厚さは、原子間力顕微鏡(以下、AFMとも記す。)によって測定され、最長長さは、TEMによって測定される。
<防眩膜付き物品>
 本発明の防眩膜付き物品(以下、単に防眩膜付き物品とも記す。)は、基材の表面に防眩膜を有するものである。
 図1は、本発明の防眩膜付き物品の一例を示す断面模式図である。防眩膜付き物品10は、基材12と、基材12の表面に形成された防眩膜14とを有する。
 防眩膜付き物品としては、画像表示装置本体の視認側に設けられる保護板や各種フィルタ、太陽電池モジュール用保護板等が挙げられる。
 防眩膜付き物品のヘーズは、15%以上が好ましく、15~45%がより好ましく、18~35%がさらに好ましい。ヘーズが15%以上であれば、防眩効果が充分に発揮される。ヘーズが45%以下であれば、画像のコントラストの低下が充分に抑えられる。
 (基材)
 基材の材料としては、ガラス、金属、樹脂、シリコン、木材、紙等が挙げられる。
 ガラスとしては、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。厚みが薄くても強化処理によって大きな圧縮応力が入りやすく、画像表示装置の視認側に配置される物品として好適である点から、アルミノシリケートガラスが好ましい。また、同じ理由から、化学強化ガラスが好ましく、化学強化アルミノシリケートガラスが特に好ましい。
 樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、ポリメタクリル酸メチル等が挙げられる。
 基材の形態としては、板、フィルム等が挙げられる。
 基材の形状は、通常、平坦な形状である。最近では、各種機器(テレビ、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、カーナビゲーション等)において、画像表示装置の表示面が曲面とされたものが登場しており、画像表示装置の形状に合わせて湾曲させた、曲面を有する形状であってもよい。
 基材は、基材本体の表面に機能層を有するものであってもよい。
 機能層としては、アンダーコート層、密着改善層、保護層等が挙げられる。
 アンダーコート層は、アルカリバリア層やワイドバンドの低屈折率層としての機能を有する。アンダーコート層としては、アルコキシシランの加水分解物(ゾルゲルシリカ)を含むアンダーコート用塗料組成物を基材本体に塗布することによって形成される層が好ましい。
 (防眩膜)
 防眩膜は、シリカ前駆体(A)と、鱗片状粒子(B)と、液状媒体(C)とを含み、必要に応じて、鱗片状粒子(B)以外の他の粒子(D)、公知の添加剤(E)を含んでいてもよい塗布液を基材に塗布し、焼成して得られたものであり、シリカ前駆体(A)に由来する、シリカを主成分とするマトリックス中に、鱗片状粒子(B)が存在する。塗布液は、シリカ前駆体(A)として、ケイ素原子に結合した炭化水素基および加水分解性基を有するシラン化合物(A1)およびその加水分解縮合物のいずれか一方または両方を少なくとも含む。
 防眩膜の表面における60゜鏡面光沢度は、20%以下が好ましく、17%以下がより好ましく、15%以下がさらに好ましい。防眩膜の表面における60゜鏡面光沢度は、防眩効果の指標であり、60゜鏡面光沢度が20%以下であれば、防眩効果が充分に発揮される。
 防眩膜の表面の算術平均粗さRaは、0.17μm以上が好ましく、0.17~0.40μmがより好ましく、0.20~0.35μmがさらに好ましい。防眩膜の表面の算術平均粗さRaが0.17μm以上であれば、防眩効果が充分に発揮される。防眩膜の表面の算術平均粗さRaが0.40μm以下であれば、画像のコントラストの低下が充分に抑えられる。
<防眩膜付き物品の製造方法>
 本発明の防眩膜付き物品の製造方法は、シリカ前駆体(A)と、鱗片状粒子(B)と、液状媒体(C)とを含む塗布液を基材に塗布し、焼成して防眩膜を形成する工程を有する。必要に応じて、防眩膜を形成する前に基材本体の表面に機能層を形成する工程を有していてもよく、防眩膜を形成した後に公知の後加工を施す工程を有していてもよい。
 (塗布液)
 塗布液は、シリカ前駆体(A)と、鱗片状粒子(B)と、液状媒体(C)とを含み、必要に応じて、鱗片状粒子(B)以外の他の粒子(D)、公知の添加剤(E)を含んでいてもよい。塗布液は、シリカ前駆体(A)として、ケイ素原子に結合した炭化水素基および加水分解性基を有するシラン化合物(A1)およびその加水分解縮合物のいずれか一方または両方を少なくとも含む。
 塗布液におけるシリカ前駆体(A)(SiO換算)の割合は、塗布液中の固形分(100質量%)(ただし、シリカ前駆体(A)はSiO換算とする。)のうち、35~90質量%が好ましく、50~88質量%がより好ましい。シリカ前駆体(A)の割合が35質量%以上であれば、基材との充分な密着強度が得られる。シリカ前駆体(A)の割合が90質量%以下であれば、膜厚が厚くても防眩膜のクラックや膜剥がれが充分に抑えられる。
 塗布液におけるシラン化合物(A1)とその加水分解縮合物との合計(SiO換算)の割合は、塗布液中の固形分(100質量%)(ただし、シリカ前駆体(A)はSiO換算とする。)のうち、5~30質量%が好ましく、7~20質量%がより好ましい。シラン化合物(A1)とその加水分解縮合物との合計の割合が5質量%以上であれば、膜厚が厚くても防眩膜のクラックや膜剥がれが充分に抑えられる。シラン化合物(A1)とその加水分解縮合物との合計の割合が30質量%以下であれば、充分な耐摩耗強度が得られる。
 塗布液における鱗片状粒子(B)の割合は、塗布液中の固形分(100質量%)(ただし、シリカ前駆体(A)はSiO換算とする。)のうち、5~35質量%が好ましく、5~30質量%がより好ましい。鱗片状粒子(B)の割合が5質量%以上であれば、膜厚が厚くても防眩膜のクラックや膜剥がれが充分に抑えられる。鱗片状粒子(B)の割合が35質量%以下であれば、充分な耐摩耗強度が得られる。
 他の粒子(D)を含む場合、塗布液における他の粒子(D)の割合は、塗布液中の固形分(100質量%)(ただし、シリカ前駆体(A)はSiO換算とする。)のうち、0.5~5質量%が好ましく、1~3質量%がより好ましい。他の粒子(D)の割合が0.5質量%以上であれば、防眩膜付き物品のヘーズが充分に高くなり、かつ防眩膜の表面における60゜鏡面光沢度が充分に低くなることから、防眩効果が充分に発揮される。他の粒子(D)の割合が5質量%以下であれば、充分な耐摩耗強度が得られる。
 塗布液中の固形分濃度は、塗布液(100質量%)のうち、1~5質量%が好ましく、2~4質量%がより好ましい。固形分濃度が1質量%以上であれば、塗布液の液量を少なくできる。固形分濃度が5質量%以下であれば、防眩膜の膜厚の均一性が向上する。
 塗布液は、たとえば、シラン化合物(A1)およびその加水分解縮合物のいずれか一方または両方を含む溶液と、鱗片状粒子(B)の分散液と、必要に応じて、シラン化合物(A1)およびその加水分解縮合物以外の他のシリカ前駆体(A2)の溶液と、他の粒子(D)の分散液とを混合することによって調製できる。
 他のシリカ前駆体(A2)として、テトラアルコキシシランの加水分解縮合物を用いる場合は、所望の性能を有する防眩膜を高いレベルで再現性よく製造できる点から、テトラアルコキシシランの溶液、またはテトラアルコキシシランおよびその加水分解縮合物の混合物の溶液と、鱗片状粒子(B)の分散液とを混合した後、鱗片状粒子(B)の存在下でテトラアルコキシシランを加水分解し、縮合させることが好ましい。
 (シリカ前駆体(A))
 シリカ前駆体(A)は、ケイ素原子に結合した炭化水素基および加水分解性基を有するシラン化合物(A1)およびその加水分解縮合物のいずれか一方または両方を少なくとも含む。シリカ前駆体(A)は、必要に応じて、シラン化合物(A1)およびその加水分解縮合物以外の他のシリカ前駆体(A2)をさらに含んでいてもよい。
 シラン化合物(A1):
 シラン化合物(A1)は、ケイ素原子に結合した炭化水素基および加水分解性基を有する。炭化水素基は、炭素原子間に-O-、-S-、-CO-および-NR’-(ただし、R’は水素原子または1価の炭化水素基である。)から選ばれる1つまたは2つ以上を組み合わせた基を有していてもよい。
 炭化水素基は、1つのケイ素原子に結合した1価の炭化水素基であってもよく、2つのケイ素原子に結合した2価の炭化水素基であってもよい。1価の炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アリール基等が挙げられる。2価の炭化水素基としては、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基等が挙げられる。
 加水分解性基としては、アルコキシ基、アシロキシ基、ケトオキシム基、アルケニルオキシ基、アミノ基、アミノキシ基、アミド基、イソシアネート基、ハロゲン原子等が挙げられ、シラン化合物(A1)の安定性と加水分解のしやすさとのバランスの点から、アルコキシ基、イソシアネート基およびハロゲン原子(特に塩素原子)が好ましい。
 アルコキシ基としては、炭素数1~3のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基またはエトキシ基がより好ましい。シラン化合物(A1)中に加水分解性基が複数存在する場合には、加水分解性基は、同じ基であっても異なる基であってもよく、同じ基であることが入手しやすさの点で好ましい。
 シラン化合物(A1)としては、後述する式(I)で表される化合物、アルキル基を有するアルコキシシラン(メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等)、ビニル基を有するアルコキシシラン(ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等)、エポキシ基を有するアルコキシシラン(2-(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、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等)、アクリロイルオキシ基を有するアルコキシシラン(3-アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等)等が挙げられる。
 シラン化合物(A1)は、市販のものを用いてもよく、製造したものを用いてもよい。
 シラン化合物(A1)としては、膜厚が厚くても防眩膜のクラックや膜剥がれが充分に抑えられる点から、下式(I)で表される化合物が好ましい。
 R3-pSi-Q-SiL3-p ・・・(I)
 Qは、2価の炭化水素基(炭素原子間に-O-、-S-、-CO-および-NR’-(ただし、R’は水素原子または1価の炭化水素基である。)から選ばれる1つまたは2つ以上を組み合わせた基を有していてもよい。)である。
 Qとしては、入手が容易であり、かつ膜厚が厚くても防眩膜のクラックや膜剥がれが充分に抑えられる点から、炭素数2~8のアルキル基が好ましく、炭素数2~6のアルキル基がさらに好ましい。
 Lは、加水分解性基である。加水分解性基としては、上述したものが挙げられ、好ましい態様も同様である。
 Rは、水素原子または1価の炭化水素基である。1価の炭化水素としては、上述したものが挙げられる。
 pは、1~3の整数である。pは、反応速度が遅くなりすぎない点から、2または3が好ましく、3が特に好ましい。
 上記した式(I)で表されるシラン化合物としては、1,6-ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、1,2-ビス(トリエトキシシリル)エタン、1,8-ビス(トリメトキシシリル)オクタン、1,4-ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、ビス((3-メチルジメトキシシリル)プロピル)ポリプロピレンオキサイドなどが挙げられる。
 他のシリカ前駆体(A2):
 他のシリカ前駆体(A2)としては、アルコキシシラン(ただし、前記シラン化合物(A1)を除く。)、アルコキシシラン(ただし、前記シラン化合物(A1)を除く。)の加水分解縮合物(ゾルゲルシリカ)、シラザン等が挙げられ、防眩膜の各特性の点から、アルコキシシラン(ただし、前記シラン化合物(A1)を除く。)およびその加水分解縮合物のいずれか一方または両方が好ましく、アルコキシシラン(ただし、前記シラン化合物(A1)を除く。)の加水分解縮合物がより好ましい。
 アルコキシシラン(ただし、前記シラン化合物(A1)を除く。)としては、テトラアルコキシシラン(テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等)等が挙げられる。
 加水分解縮合物:
 アルコキシシランの加水分解は、テトラアルコキシシランの場合、アルコキシシランの4倍モル以上の水、および触媒として酸またはアルカリを用いて行う。酸としては、無機酸(硝酸、硫酸、塩酸等)、有機酸(ギ酸、シュウ酸、モノクロル酢酸、ジクロル酢酸、トリクロル酢酸等)が挙げられる。アルカリとしては、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。触媒としては、アルコキシシランの加水分解縮合物の長期保存性の点から、酸が好ましい。
 (鱗片状粒子(B))
 鱗片状粒子(B)の平均アスペクト比は、50~650が好ましく、100~350がより好ましく、170~240がさらに好ましい。鱗片状粒子(B)の平均アスペクト比が50以上であれば、膜厚が厚くても防眩膜のクラックや膜剥がれが充分に抑えられる。鱗片状粒子(B)の平均アスペクト比が650以下であれば、塗布液中における分散安定性が良好となる。
 鱗片状粒子(B)の平均粒子径は、0.08~0.42μmが好ましく、0.17~0.21μmがより好ましい。鱗片状粒子(B)の平均粒子径が0.08μm以上であれば、膜厚が厚くても防眩膜のクラックや膜剥がれが充分に抑えられる。鱗片状粒子(B)の平均粒子径が0.42μm以下であれば、塗布液中における分散安定性が良好となる。
 鱗片状粒子(B)としては、鱗片状シリカ粒子、鱗片状アルミナ粒子、鱗片状チタニア、鱗片状ジルコニア等が挙げられ、膜の屈折率上昇を抑え、反射率を下げることができる点から、鱗片状シリカ粒子が好ましい。
 鱗片状シリカ粒子は、薄片状のシリカ1次粒子、または複数枚の薄片状のシリカ1次粒子が、互いに面間が平行的に配向し重なって形成されるシリカ2次粒子である。シリカ2次粒子は、通常、積層構造の粒子形態を有する。
 鱗片状シリカ粒子は、シリカ1次粒子およびシリカ2次粒子のいずれか一方のみであってもよく、両方であってもよい。
 シリカ1次粒子の厚さは、0.001~0.1μmが好ましい。シリカ1次粒子の厚さが前記範囲内であれば、互いに面間が平行的に配向して1枚または複数枚重なった鱗片状のシリカ2次粒子を形成できる。
 シリカ1次粒子の厚さに対する最小長さの比は、2以上が好ましく、5以上がより好ましく、10以上がさらに好ましい。
 シリカ2次粒子の厚さは、0.001~3μmが好ましく、0.005~2μmがより好ましい。
 シリカ2次粒子の厚さに対する最小長さの比は、2以上が好ましく、5以上がより好ましく、10以上がさらに好ましい。
 シリカ2次粒子は、融着することなく互いに独立に存在していることが好ましい。
 鱗片状シリカ粒子のSiO純度は、95.0質量%以上が好ましく、99.0質量%以上がより好ましい。
 塗布液の調製には、複数の鱗片状シリカ粒子の集合体である粉体、または該粉体を液状媒体に分散させた分散体が用いられる。分散体中のシリカ濃度は、1~80質量%が好ましい。
 粉体または分散体には、鱗片状シリカ粒子だけでなく、鱗片状シリカ粒子の製造時に発生する不定形シリカ粒子が含まれることがある。鱗片状シリカ粒子は、たとえば、鱗片状シリカ粒子が凝集して不規則に重なり合って形成される間隙を有する凝集体形状のシリカ3次粒子(以下、シリカ凝集体とも記す。)を解砕、分散化することによって得られる。不定形シリカ粒子は、シリカ凝集体がある程度微粒化された状態であるが、個々の鱗片状シリカ粒子まで微粒化されていない状態のものであり、複数の鱗片状シリカ粒子が塊を形成する形状である。不定形シリカ粒子を含むと、形成される防眩膜の緻密性が低下してクラックや膜剥がれが発生しやすくなるおそれがある。そのため、粉体または分散体における不定形シリカ粒子の含有量は、少ないほど好ましい。
 不定形シリカ粒子およびシリカ凝集体は、いずれも、TEM観察において黒色状に観察される。一方、薄片状のシリカ1次粒子またはシリカ2次粒子は、TEM観察において透明または半透明状に観察される。
 鱗片状シリカ粒子は、市販のものを用いてもよく、製造したものを用いてもよい。
 鱗片状シリカ粒子は、後述する製造方法(P)によって製造されたものが好ましい。製造方法(P)によれば、公知の製造方法(たとえば、特許第4063464号公報に記載の方法)に比べて、製造工程での不定形シリカ粒子の発生が抑えられ、不定形シリカ粒子の含有量の少ない粉体または分散体を得ることができる。
 (鱗片状シリカ粒子の製造方法(P))
 製造方法(P)は、鱗片状シリカ粒子が凝集したシリカ凝集体を含むシリカ粉体をpH2以下で酸処理する工程と、酸処理したシリカ粉体をpH8以上でアルカリ処理し、シリカ凝集体を解膠する工程と、アルカリ処理したシリカ粉体を湿式解砕し、鱗片状シリカ粒子を得る工程とを有する。また、シリカ粉体の製造方法としては、シリカ紛体の出発原料を水熱処理する工程を有する。
 シリカ凝集体としては、いわゆる層状ポリケイ酸および/またはその塩を用いることができる。層状ポリケイ酸は、基本構成単位がSiO四面体からなるシリケート層構造のポリケイ酸である。層状ポリケイ酸および/またはその塩としては、たとえば、シリカ-X(SiO-X)、シリカ-Y(SiO-Y)、ケニアアイト、マガディアイト、マカタイト、アイラアイト、カネマイト、オクトシリケート等が挙げられ、シリカ-Xまたはシリカ-Yが好ましい。
 シリカ-Xおよびシリカ-Yは、シリカ原料を水熱処理して、クリストバライトや石英(クオーツ)を形成させる過程で生じる、中間的な相または準安定な相であり、シリカの準結晶質ともいうべき微弱な結晶相である。
 シリカ-Xおよびシリカ-Yは、X線回折パタ-ンは異なるが、電子顕微鏡で観察される粒子外観は、極似しており、いずれも鱗片状シリカ粒子を得るために好ましく用いることができる。
 シリカ-XのX線回折のスペクトルは、米国のASTM(American Society for Testing and Materials)に登録されているカード(以下、単にASTMカードと称する。)番号16-0380に該当する2θ=4.9°、26.0°、および28.3°の主ピークを特徴とする。
 シリカ-YのX線回折のスペクトルは、ASTMカード番号31-1233に該当する2θ=5.6°、25.8°および28.3°の主ピークを特徴とする。
 シリカ凝集体のX線回折のスペクトルとしては、シリカ-Xおよび/またはシリカ-Yの主ピークを特徴とするものが好ましい。
 「シリカ粉体の形成」
 シリカ凝集体を含むシリカ粉体の形成方法としては、出発原料としてのシリカヒドロゲル、シリカゾルおよび含水ケイ酸のうち1種以上をアルカリ金属塩の存在下に水熱処理する方法が挙げられる。なお、シリカ粉体は、この方法で形成されたものに限定されず、任意の方法で形成されたものも包含する。
 出発原料がシリカヒドロゲルの場合:
 出発原料としてシリカヒドロゲルを用いることによって、シリカ凝集体としてシリカ-X、シリカ-Y等を、より低温度、短時間の反応で、クオーツ等の結晶を生成させることなく、しかも収率高く形成できる。
 シリカヒドロゲルとしては、粒子状シリカヒドロゲルが好ましい。シリカヒドロゲルの粒子形状は、球状であっても不定形粒状であってもよい。シリカヒドロゲルの造粒方法は、適宜選択できる。
 球状のシリカヒドロゲルの造粒方法としては、たとえば、(i)シリカヒドロゾルを石油類等の液状媒体中で、球形状に固化させる方法、(ii)ケイ酸アルカリ金属水溶液と鉱酸水溶液とを混合して、シリカゾルを短時間で生成させるとともに、気体媒体中に放出し、気体中でゲル化させる方法が挙げられ、(ii)の方法が好ましい。鉱酸水溶液としては、硫酸水溶液、塩酸、硝酸水溶液等が挙げられる。
 (ii)の方法の具体例は、下記のとおりである。
 ケイ酸アルカリ金属水溶液と鉱酸水溶液とを、放出口を備えた容器内に別個の導入口から導入して瞬間的に均一混合し、SiO濃度換算で130g/L以上、pH7~9であるシリカゾルを生成させる。このシリカゾルを、放出口から空気等の気体媒体中に放出し、空中でゲル化させる。ゲル化させたものを、水を張った熟成槽に落下させて数分~数十分間熟成させ、酸を添加し、水洗して球状のシリカヒドロゲルを得る。
 得られるシリカヒドロゲルは、粒径がよく揃った平均粒子径2~10mm程度の透明で弾力性を有する球状粒子であり、SiOに対して質量比で約4倍の水を含む場合もある。シリカヒドロゲル中のSiO濃度は、15~75質量%が好ましい。
 出発原料がシリカゾルの場合:
 シリカゾルとしては、シリカおよびアルカリ金属を特定量含むシリカゾルを用いることが好ましい。
 シリカゾルとしては、シリカ(SiO換算)とアルカリ金属(MeO換算。ただし、Meは、Li、Na、K等のアルカリ金属である。以下同じ。)とのモル比(SiO/MeO)が1.0~3.4であるケイ酸アルカリ金属水溶液を、イオン交換樹脂法、電気透析法等によって脱アルカリしたシリカゾルが好適に用いられる。このシリカゾルのSiO/MeOは、3.5~20が好ましく、4.5~18がより好ましい。
 ケイ酸アルカリ金属水溶液としては、水ガラス(ケイ酸ナトリウム水溶液)を適宜水で希釈したもの等が好ましい。
 シリカゾル中のSiO濃度は、2~20質量%が好ましく、3~15質量%がより好ましい。
 シリカゾル中のシリカの平均粒子径は、1~100nmが好ましい。平均粒子径が100nm以下であれば、シリカゾルの安定性が良好となる。
 シリカゾルとしては、活性ケイ酸と称される平均粒子径1~20nm以下のものが特に好ましい。
 出発原料が含水ケイ酸の場合:
 含水ケイ酸を出発原料として用いる場合、シリカゾルと同様の方法でシリカ凝集体を含むシリカ粉体を形成できる。
 水熱処理:
 シリカヒドロゲル、シリカゾルおよび含水ケイ酸のシリカ源のうち1種以上をアルカリ金属塩の存在下に、オートクレーブ等の加熱圧力容器中で加熱して水熱処理を行うことによって、シリカ凝集体を含むシリカ粉体を形成できる。
 シリカ源を水熱処理するため、オートクレーブに仕込むに先立って、蒸留水、イオン交換水等の精製水をさらに加えて、シリカ濃度を所望の範囲に調整してもよい。
 球状のシリカヒドロゲルを用いる場合、そのまま使用してもよく、粉砕または粗粉砕して、平均粒子径を0.1~6mm程度としてもよい。
 オートクレーブの形式は、特に限定されない。オートクレーブは、少なくとも加熱手段、撹拌手段、および好ましくは温度測定手段を備えたものであればよい。
 オートクレーブ内の処理液中の総SiO濃度は、撹拌効率、結晶成長速度、収率等を考慮して選択され、通常、全仕込み原料基準で1~30質量%が好ましく、10~20質量%がより好ましい。処理液中の総SiO濃度は、系内の総SiO濃度のことであり、シリカ源中のSiOのみでなく、アルカリ金属塩としてケイ酸ナトリウム等を用いた場合は、ケイ酸ナトリウム等により系に持ち込まれるSiOを加えた値である。
 水熱処理においては、シリカ源にアルカリ金属塩を共存させることで、処理液のpHをアルカリ側に調節し、シリカ溶解度を適度に大きくし、いわゆるOstwaldの熟成に基づく晶析速度を高め、シリカヒドロゲルのシリカ-Xおよび/またはシリカ-Yへの変換を促進させることできる。
 アルカリ金属塩としては、水酸化アルカリ金属、ケイ酸アルカリ金属、炭酸アルカリ金属等、またはこれらの組み合わせが挙げられる。アルカリ金属としては、Li、Na、K等、またはこれらの組み合わせが挙げられる。水熱処理を施す処理液の系のpHは、7以上が好ましく、8~13がより好ましく、9~12.5がさらに好ましい。系内の総SiOとアルカリ金属(MeO換算)とのモル比(SiO/MeO)は、4~15が好ましく、7~13がより好ましい。
 シリカゾルまたは含水ケイ酸の水熱処理は、反応速度を大きく、かつ結晶化の進行を小さくする点から、150~250℃で行われることが好ましく、170~220℃で行われることがより好ましい。シリカゾルまたは含水ケイ酸の水熱処理の時間は、水熱処理の温度や種晶の添加の有無等によって変わり得るが、3~50時間が好ましく、3~40時間がより好ましく、5~25時間がさらに好ましい。
 シリカヒドロゲルの水熱処理は、150~220℃で行われることが好ましく、160~200℃で行われることがより好ましく、170~195℃で行われることがさらに好ましい。シリカヒドロゲルの水熱処理の時間は、水熱処理の温度や種晶の添加の有無等によって変わり得るが、3~50時間が好ましく、5~40時間がより好ましく、5~25時間がさらに好ましく、5~12時間が特に好ましい。
 水熱処理を効率よく進め、処理時間を短くするためには、シリカ源の仕込み量(SiO換算)に対して0.001~1質量%程度の種晶(SiO換算)を添加することが好ましい。種晶としては、シリカ-X、シリカ-Y等をそのまま、または適宜粉砕して用いることができる。
 水熱処理終了後、生成物をオートクレーブから取り出し、濾過、水洗する。水洗処理後の粒子は、10質量%の水スラリーとした際のpHが、5~9であることが好ましく、6~8であることがより好ましい。
 「シリカ粉体」
 得られるシリカ粉体の平均粒子径は、7~25μmが好ましく、7~11μmがより好ましい。
 シリカ粉体には、鱗片状シリカ粒子が凝集したシリカ凝集体が含まれる。シリカ凝集体は、鱗片状シリカ粒子が凝集して不規則に重なり合って形成される間隙を有する凝集体形状のシリカ3次粒子である。シリカ凝集体は、シリカ粉体を走査型電子顕微鏡(以下、SEMとも記す。)を用いて確認できる。
 SEMでは、薄片状のシリカ1次粒子は、識別できず、シリカ1次粒子が互いに面間が平行的に配向し複数枚重なって形成される鱗片状のシリカ2次粒子を識別できる。一方、TEMでは、電子線が一部透過するような極薄片粒子であるシリカ1次粒子を識別できる。また、シリカ1次粒子が互いに面間が平行的に配向し複数枚重なって形成されたシリカ2次粒子を識別できる。シリカ1次粒子およびシリカ2次粒子が鱗片状シリカ粒子である。
 鱗片状のシリカ2次粒子から、その構成単位である薄片状のシリカ1次粒子を1枚ずつ剥離し、単離することは難しいとされている。すなわち、薄片状のシリカ1次粒子の層状の重なりにおいて、各層間の結合は、強固であって融合一体化している。したがって、鱗片状のシリカ2次粒子は、それ以上シリカ1次粒子に解砕することは難しいとされている。前述した製造方法(P)によれば、シリカ凝集体から、鱗片状のシリカ2次粒子まで微細化することができ、さらに薄片状のシリカ1次粒子まで微細化することも可能である。
 「酸処理」
 酸処理の方法としては、シリカ粉体を含む分散体(スラリー状の分散体も含む。)(以下、シリカ分散体とも記す。)に、系のpHが2以下になるように酸性液を添加して、任意で撹拌しながら処理する方法が挙げられる。
 シリカ凝集体を含むシリカ粉体をpH2以下で酸処理することによって、後工程のアルカリ処理においてシリカ凝集体の解膠を促進でき、湿式解砕工程後に不定形シリカ粒子の発生を抑えることができる。
 また、酸処理を行うことによって、シリカ粉体に含まれるアルカリ金属塩を除去できる。シリカ粉体が水熱処理によって形成されたものである場合、水熱処理においてアルカリ金属塩が添加されている。
 酸処理のpHは、2以下であればよく、1.9以下が好ましい。あらかじめ低いpHで酸処理しておくことによって、後工程のアルカリ処理および湿式解砕工程においてシリカ凝集体をより解膠および解砕しやすくなる。
 酸処理は、処理を充分に行うために、室温下で8時間以上行うことが好ましい。
 酸性液としては、硫酸水溶液、塩酸、硝酸水溶液等の鉱酸水溶液を用いることができる。鉱酸の濃度は、1~37質量%が好ましい。
 シリカ分散体中のSiO濃度は、5~15質量%が好ましい。シリカ分散体のpHは、10~12が好ましい。
 シリカ分散体と酸性液との配合割合は、pHが2以下となるように調整すればよく、特に制限されない。
 シリカ分散体を酸処理した後、シリカ粉体を洗浄することが好ましい。洗浄することによって、水熱処理で混入したアルカリ金属塩またはそれに由来する生成物を除去できる。
 洗浄方法としては、シリカ分散体を濾過または遠心分離する際に水洗する方法が挙げられる。
 洗浄後のシリカ分散体は、水を添加するまたは濃縮して、固形分濃度を調整してもよい。洗浄後にシリカケーキとして回収される場合は、水を添加してシリカ分散体とすることができる。洗浄後のシリカ分散体のpHは、4~6が好ましい。
 「アルミン酸処理」
 酸処理後のシリカ粉体に対し、任意に、アルミン酸処理を施してもよい。
 アルミン酸処理によって、シリカ粉体中のシリカ粒子の表面にアルミニウム(Al)を導入させて、負に帯電させるように表面改質することができる。負に帯電したシリカ粉体は、酸性媒体に対する分散性を高めることができる。
 アルミン酸処理の方法としては、シリカ分散体にアルミン酸塩の水溶液を添加して、任意で撹拌して混合し、その後、加熱処理してシリカ粒子の表面にAlを導入する方法が挙げられる。
 混合は、10~30℃で0.5~2時間行うことが好ましい。
 加熱処理は、加熱還流条件で行うことが好ましく、80~110℃で4時間以上行うことが好ましい。
 アルミン酸塩としては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム等、これらの組み合わせが挙げられ、アルミン酸ナトリウムが好ましい。
 アルミン酸塩(Al換算)とシリカ粉体(SiO換算)とのモル比(Al/SiO)は、0.00040~0.00160が好ましい。
 アルミン酸塩の水溶液の濃度は、1~3質量%が好ましい。
 アルミン酸塩の水溶液の添加量は、シリカ分散体中のSiOの100質量部に対し、5.8~80.0質量部が好ましい。
 シリカ分散体中のSiO濃度は、5~20質量%が好ましい。シリカ分散体のpHは、6~8が好ましい。
 アルミン酸処理後のシリカ分散体は、水を添加するまたは濃縮して、固形分量を調整してもよい。アルミン酸処理後のシリカ分散体のpHは、6~8が好ましい。
 「アルカリ処理」
 酸処理し、必要に応じてアルミン酸処理した後のシリカ粉体を、pH8以上でアルカリ処理し、シリカ凝集体を解膠する。
 アルカリ処理によって、シリカ凝集体の強固な結合を解膠して、個々の鱗片状シリカ粒子の形態に近づけることができる。
 シリカ凝集体を解膠することは、シリカ凝集体に電荷を与え、個々のシリカ粒子を媒体中に分散させることを意味する。
 アルカリ処理によって、シリカ粉体に含まれるシリカ粒子のほぼ全量が個々の鱗片状シリカ粒子に解膠されてもよく、その一部のみが解膠されて凝集体が残っていてもよい。また、シリカ分散体に含まれるシリカ凝集体は、すべての部分が個々の鱗片状シリカ粒子に解膠されてもよく、その一部分のみが解膠されて凝集体部分が残っていてもよい。残った凝集体は、後工程の湿式解砕工程で個々の鱗片状シリカ粒子に解砕できる。
 アルカリ処理のpHは、8以上であればよく、8.5以上が好ましく、9以上がより好ましい。アルカリ処理のpHが8以上であれば、シリカ粉体に含まれるシリカ凝集体の解膠を促進できる。また、アルカリ処理後にシリカ凝集体が残ったとしても、シリカ凝集体の鱗片状シリカ粒子の結合を弱めることができ、後工程の湿式解砕工程において個々の鱗片状シリカ粒子に解砕しやすい。
 アルカリ処理の方法としては、シリカ分散体に、pHが8以上になるようにアルカリ性液を添加して、任意で撹拌しながら処理する方法が挙げられる。アルカリ性液の代わりにアルカリ金属塩および水を別々に添加してもよい。
 アルカリ処理は、10~50℃で1~48時間行うことが好ましく、2~24時間行うことがより好ましい。
 アルカリ金属塩としては、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)等のアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩等、これらの組み合わせが挙げられる。
 アルカリ性液としては、アルカリ金属塩を含む水溶液を用いることができる。また、アルカリ性液として、アンモニア水(NH OH)を用いてもよい。
 シリカ分散体中のアルカリ金属塩の濃度(アルカリ金属塩の質量/シリカ分散体中の水とアルカリ金属塩との合計質量×100)は、0.01~28質量%が好ましく、0.04~5質量%がより好ましく、0.1~2.5質量%がさらに好ましい。
 アルカリ金属塩の量は、シリカ分散体中のSiOの1gに対して、0.4~2.5ミリモルが好ましく、0.5~2ミリモルがより好ましい。
 シリカ分散体中のSiO濃度は、3~7質量%が好ましい。シリカ分散体のpHは、8~11が好ましい。
 シリカ分散体とアルカリ性液との配合割合については、pHが8以上となるように調整すればよく、特に制限されない。
 アルカリ処理後のシリカ分散体に含まれるシリカ粉体の平均粒子径は、3~10μmが好ましく、4~8.5μmがより好ましい。
 アルカリ処理後のシリカ分散体には、水を添加するまたは濃縮して、固形分量を調整してもよい。アルカリ処理後のシリカ分散体のpHは、8.0~12.5が好ましい。
 「湿式解砕」
 アルカリ処理したシリカ粉体を湿式解砕し、鱗片状シリカ粒子を得る。
 アルカリ処理したシリカ粉体には、シリカ凝集体が解膠されて、一部残存したシリカ凝集体とともに、シリカ凝集体がある程度微粒化された状態の不定形シリカ粒子が含まれる。これを湿式解砕することで、不定形シリカ粒子をさらに解砕して、個々の鱗片状シリカ粒子を得ることができる。あらかじめ、アルカリ処理しておくことで、湿式解砕において不定形シリカ粒子の解砕を促進することができる。そのため、充分に解砕されずに残る不定形シリカ粒子の量を抑えることができる。
 湿式解砕するための装置としては、粉砕媒体を用いて機械的に高速撹拌する方式の湿式ビーズミル、湿式ボールミル、薄膜旋回型高速ミキサ、衝撃粉砕装置(ナノマイザ等)等の湿式粉砕装置(解砕装置)等が挙げられる。特に、湿式ビーズミルにおいて、直径0.2~1mmのアルミナ、ジルコニア等の媒体ビーズを用いると、鱗片状シリカ粒子の基本的な積層構造を極力粉砕、破壊しないように、解砕、分散化することができるため好ましい。衝撃粉砕装置は、80~1000μmの細い管に、粉体を含む分散体を圧力をかけて投入して、分散体中の粒子同士を衝突させて分散させるものであり、衝撃粉砕装置を用いることによって、粒子をより微細に解砕できる。
 湿式粉砕するシリカ粉体は、蒸留水、イオン交換水等の精製水等で分散体として、適当な濃度にして湿式粉砕装置に供給することが好ましい。
 分散体中のSiO濃度は、0.1~20質量%が好ましく、解砕効率や粘度上昇による作業効率を考慮すると、0.1~15質量%がより好ましい。
 「カチオン交換処理」
 湿式解砕後のシリカ粉体は、任意にカチオン交換処理してもよい。
 カチオン交換処理することによって、シリカ粉体に含まれるカチオン、特に金属イオンを除去できる。
 カチオン交換処理の方法としては、シリカ粉体を含むシリカ分散体にカチオン交換樹脂を添加して、任意で撹拌しながら処理する方法が挙げられる。カチオン交換処理は、10~50℃で0.5~24時間行うことが好ましい。
 カチオン交換樹脂の樹脂母体としては、スチレン-ジビニルベンゼン等のスチレン系樹脂、(メタ)アクリル酸系樹脂等が挙げられる。
 カチオン交換樹脂としては、水素型(H型)カチオン交換樹脂が好ましく、たとえば、スルホン酸基、カルボキシル基またはリン酸基等を有するカチオン交換樹脂が挙げられる。カチオン交換樹脂の量は、シリカ分散体中のSiOの100質量部に対し、3~20質量部が好ましい。
 シリカ分散体中のSiO濃度は、3~20質量%が好ましい。シリカ分散体のpHは、4以下が好ましい。
 (液状媒体(C))
 液状媒体(C)は、シリカ前駆体(A)を溶解する溶媒であり、また鱗片状粒子(B)や他の粒子(D)を分散させる分散媒である。
 液状媒体(C)としては、たとえば、水、アルコール類、ケトン類、エーテル類、セロソルブ類、エステル類、グリコールエーテル類、含窒素化合物、含硫黄化合物等が挙げられる。
 アルコール類としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
 ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。
 エーテル類としては、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等が挙げられる。
 セロソルブ類としては、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等が挙げられる。
 エステル類としては、酢酸メチル、酢酸エチル等が挙げられる。
 グリコールエーテル類としては、エチレングリコールモノアルキルエーテル等が挙げられる。
 含窒素化合物としては、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン等が挙げられる。
 含硫黄化合物としては、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
 液状媒体(C)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 シリカ前駆体(A)におけるアルコキシシランの加水分解に水が必要となるため、アルコキシシランの加水分解後に液状媒体の置換を行わない限り、液状媒体(C)には少なくとも水が含まれる。
 液状媒体(C)は、水と他の液体との混合液であってもよい。他の液体としては、たとえば、アルコール類、ケトン類、エーテル類、セロソルブ類、エステル類、グリコールエーテル類、含窒素化合物、含硫黄化合物等が挙げられる。他の液体のうち、シリカ前駆体(A)の溶媒としては、アルコール類が好ましく、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノールが特に好ましい。
 (他の粒子(D))
 他の粒子(D)としては、球状シリカ粒子、棒状シリカ粒子、針状シリカ粒子等が挙げられる。他の粒子(D)としては、防眩膜付き物品のヘーズが充分に高くなり、かつ防眩膜の表面における60゜鏡面光沢度が充分に低くなり、その結果、防眩効果が充分に発揮される点から、球状シリカ粒子が好ましく、多孔質球状シリカ粒子がより好ましい。
 他の粒子(D)の平均粒子径は、0.3~2μmが好ましく、0.5~1.5μmがより好ましい。他の粒子(D)の平均粒子径が0.3μm以上であれば、防眩効果が充分に発揮される。他の粒子(D)の平均粒子径が2μm以下であれば、塗布液中における分散安定性が良好となる。
 多孔質球状シリカ粒子のBET比表面積は、200~300m/gが好ましい。
 多孔質球状シリカ粒子の細孔容積は、0.5~1.5cm/gが好ましい。
 多孔質球状シリカ粒子の市販品としては、日産化学工業社製のライトスター(登録商標)シリースが挙げられる。
 (添加剤(E))
 塗布液は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で添加剤(E)をさらに含んでいてもよい。
 添加剤(E)としては、たとえば、紫外線吸収剤、赤外線反射/赤外線吸収剤、反射防止剤、レベリング性向上のための界面活性剤、耐久性向上のための金属化合物等が挙げられる。
 (塗布方法)
 塗布方法としては、公知のウェットコート法(スプレーコート法、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法、カーテンコート法、スクリーンコート法、インクジェット法、フローコート法、グラビアコート法、バーコート法、フレキソコート法、スリットコート法、ロールコート法等)等が挙げられる。
 塗布方法としては、充分な凹凸を形成しやすい点から、スプレー法が好ましい。
 スプレー法に用いるノズルとしては、2流体ノズル、1流体ノズル等が挙げられる。
 ノズルから吐出される塗布液の液滴の粒径は、通常、0.1~100μmであり、1~50μmが好ましい。液滴の粒径が1μm以上であれば、防眩効果が充分に発揮される凹凸を短時間で形成できる。液滴の粒径が50μm以下であれば、防眩効果が充分に発揮される適度な凹凸を形成しやすい。
 液滴の粒径は、ノズルの種類、スプレー圧力、液量等により適宜調整できる。たとえば、2流体ノズルでは、スプレー圧力が高くなるほど液滴は小さくなり、また、液量が多くなるほど液滴は大きくなる。
 液滴の粒径は、レーザ測定器によって測定されるザウター平均粒子径である。
 防眩膜の表面の算術平均粗さRaおよび60゜鏡面光沢度は、一定の塗布条件下では、塗布時間、すなわちスプレー法によるコート面数(すなわち、重ね塗り回数)によって調整できる。コート面数が多くなるほど、防眩膜の表面の算術平均粗さRaは、大きくなり、その結果、60゜鏡面光沢度は、低下し、反射像が不鮮明となり(すなわち、防眩効果が高くなり)、ヘーズは大きくなる(すなわち、コントラストは低下する)。
 スプレー法にて塗布液を塗布する際には、基材を、あらかじめ30~90℃に加熱することが好ましい。基材の温度が30℃以上であれば、液状媒体(C)がすばやく蒸発するため、充分な凸凹を形成しやすい。基材の温度が90℃以下であれば、基材と防眩膜との密着性が良好となる。基材が厚さ5mm以下のガラス板の場合、あらかじめ基材の温度以上の温度に設定した保温板を基材の下に配置し、基材の温度低下を抑えてもよい。
 (焼成方法)
 塗膜の焼成は、塗布液を基材に塗布する際に基材を加熱することによって塗布と同時に行ってもよく、塗布液を基材に塗布した後、塗膜を加熱することによって行ってもよい。
 焼成温度は、30℃以上が好ましく、たとえば基材がガラスである場合は100~750℃がより好ましく、200~480℃がさらに好ましい。
 焼成後の防眩膜自体の厚さは、0.5μm~2.5μmの範囲とするのが好ましい。かかる範囲の厚さとすれば、防眩効果を高めるための表面凹凸の形成および表面の粗さの制御が容易である。
 (作用機序)
 以上説明した本発明の防眩膜付き物品およびその製造方法にあっては、ケイ素原子に結合した炭化水素基および加水分解性基を有するシラン化合物(A1)およびその加水分解縮合物のいずれか一方または両方と、鱗片状粒子(B)とを含む塗布液を基材に塗布し、焼成して防眩膜を形成しているため、防眩膜中にシラン化合物(A1)に由来する炭化水素基および鱗片状粒子(B)が存在している。そのため、シリカ前駆体(A)を含む塗布液を塗布、焼成して形成される防眩膜の膜厚を厚くしても、炭化水素基および鱗片状粒子(B)の存在によって、防眩膜の収縮が抑えられ、内部応力が小さくなる。その結果、膜厚が厚くても防眩膜のクラックや膜剥がれが抑えられる。
<画像表示装置>
 本発明の画像表示装置は、画像を表示する画像表示装置本体と、画像表示装置本体の視認側に設けられた本発明の防眩膜付き物品とを具備する。
 画像表示装置本体としては、液晶パネル、有機ELパネル、プラズマディスプレイパネル等が挙げられる。
 防眩膜付き物品は、画像表示装置本体の保護板として、画像表示装置本体に一体に設けられてもよく、各種フィルタとして、画像表示装置本体の視認側に配置されてもよい。
 以上説明した本発明の画像表示装置にあっては、防眩膜のクラックや膜剥がれが抑えられた本発明の防眩膜付き物品が画像表示装置本体の視認側に設けられているため、視認性が良好である。
 以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は、以下の記載によっては限定されない。
 例1~11は、実施例であり、例12~20は、比較例である。
 本例において、60゜鏡面光沢度、ヘーズ、算術平均粗さRa、膜剥がれ、耐摩耗性に関する測定、評価は、下記の通りに行なった。
 (60゜鏡面光沢度)
 防眩膜の表面の60゜鏡面光沢度は、防眩膜が形成された側とは反対側の面に黒色テープを貼り付けた防眩膜付き物品について、光沢度計(日本電色工業社製、PG-3D)を用い、JIS Z 8741:1997に記載された方法によって、防眩膜のほぼ中央部で測定した。
 (ヘーズ)
 防眩膜付き物品のヘーズは、ヘーズメーター(村上色彩研究所社製、HM-150L2)を用い、JIS K 7136:2000に記載された方法によって、防眩膜のほぼ中央部で測定した。
 (算術平均粗さRa)
 防眩膜の表面の算術平均粗さRaは、表面粗さ計(東京精密社製、サーフコム(登録商標)1500DX)を用い、JIS B 0601:2001に記載された方法によって測定した。
 (膜剥がれ)
 防眩膜の膜剥がれは、光学顕微鏡を用いて200倍にて観察した画像について、下記の基準で評価した。
 ×:膜剥がれが多数ある。
 △:膜剥がれが若干ある。
 ○:膜剥がれが認められない。
 (耐摩耗性)
 防眩膜の表面の耐摩耗性は、消しゴム(ライオン事務器社製、GAZA1K、縦18mm×横11mm)をラビングテスター(大平理化工業社製)に取り付け、該消しゴムを9.8×10-2MPaの圧力にて防眩膜の表面で水平往復運動させるテストを行ない、消しゴムを200往復させる前後の防眩膜の表面の60゜鏡面光沢度の差(絶対値)を求めた。60゜鏡面光沢度の差が小さいほど、耐摩耗性に優れる。なお、60゜鏡面光沢度は、防眩膜が形成された側とは反対側の面に黒色テープを貼り付けていない防眩膜付き物品について測定した。
 (鱗片状シリカ粒子分散液(a)の製造)
 「シリカ粉体の形成」
 ケイ酸ナトリウム水溶液(SiO/NaO=3.0(モル比)、SiO濃度:21.0質量%)の2000mL/分と、硫酸水溶液(硫酸濃度:20.0質量%)とを、放出口を備えた容器内に別個の導入口から導入して瞬間的に均一混合し、シリカゾルを生成させた。2液の流量比は、放出口から空中に放出されるシリカゾルのpHが7.5~8.0になるように調整した。シリカゾルを、放出口から連続的に空気中に放出した。シリカゾルは、空気中で球形液滴となり、放物線を描いて約1秒間滞空する間に空中でゲル化した。ゲル化したものを、水を張った熟成槽に落下させて熟成させた。熟成後、pHを6に調整し、さらに充分に水洗して、シリカヒドロゲルを得た。得られたシリカヒドロゲルは、球状粒子であり、平均粒子径は、6mmであった。シリカヒドロゲル中のSiOに対する水の質量比は、4.55倍であった。
 シリカヒドロゲルを、ダブルロールクラッシャを用いて平均粒子径2.5mmに粗粉砕した。容量17mのオートクレーブ(アンカー型撹拌羽根付き)に、系内の総SiO/NaOが12.0(モル比)なるように、シリカヒドロゲル(SiO濃度:18質量%)の7,249kgおよびケイ酸ナトリウム水溶液(SiO濃度:29.00質量%、NaO濃度:9.42質量%、SiO/NaO=3.18(モル比))の1,500kgを仕込み、これに水の1,560kgを加え、10rpmで撹拌しながら飽和圧力1.67MPaの高圧水蒸気の4,682kgを加え、185℃まで昇温し、5時間水熱処理を行った。系内の総SiO濃度は、12.5質量%であった。
 得られたシリカ分散体を濾過、洗浄してシリカ粉体を取り出し、TEMを用いて観察した。シリカ粉体にシリカ凝集体が含まれることが確認された。レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置(堀場製作所社製、LA-950、以下同じ。)によるシリカ粉体の平均粒子径は、8.33μmであった。
 「酸処理」
 シリカ粉体を含むシリカ分散体(赤外線水分計によって計測された固形分濃度:13.3質量%、pH:11.4)の10,100gをスターラで撹拌しながら、硫酸水溶液(硫酸濃度:20質量%)の1,083g加えた。添加後のpHは、1.5であった。そのまま室温下で18時間撹拌を継続し、処理を行った。
 酸処理後のシリカ分散体を濾過し、SiOの1g当たり50mLの水で洗浄した。洗浄後のシリカケーキを回収し、水を加えスラリー状のシリカ分散体を調製した。赤外線水分計で計測したシリカ分散体の固形分濃度は、14.7質量%であり、pHは、4.8であった。
 「アルミン酸処理」
 酸処理後のシリカ分散体の7,000gを10Lのフラスコへ入れ、オーバーヘッドスターラで撹拌しながら、アルミン酸ナトリウム水溶液(濃度:2.02質量%)の197g(Al/SiO=0.00087(モル比))を少量ずつ加えた。添加後のpHは7.2であった。添加後、室温下で1時間撹拌を継続した。その後、昇温し加熱還流条件で4時間処理を行った。
 「アルカリ処理」
 アルミン酸処理後のシリカ分散体の775gをスターラで撹拌しながら、水酸化カリウムの43.5g(1ミリモル/g-シリカ)および水の1,381gを加えた。添加後のpHは、9.9であった。そのまま室温下で24時間撹拌を継続し、アルカリ処理を行った。アルカリ処理後のシリカ粉体の平均粒子径は、7.98μmであった。
 「湿式解砕」
 アルカリ処理後のシリカ分散体を、超高圧湿式微粒化装置(吉田機械興業社製、ナノマイザー(登録商標)NM2-2000AR、孔径120μm衝突型ジェネレータ)を用い、吐出圧力130~140MPaで30パスで処理を行い、シリカ粉体を解砕、分散化した。解砕後のシリカ分散体のpHは、9.3であり、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置による平均粒子径は、0.182μmであった。
 「カチオン交換」
 解砕後のシリカ分散体の1,550gにカチオン交換樹脂の161mLを添加し、オーバーヘッドスターラで撹拌しながら、室温下で17時間処理した。その後、カチオン交換樹脂を分離した。カチオン交換後のシリカ分散体のpHは、3.7であった。
 「濃度調整」
 カチオン交換後のシリカ分散体を限外濾過膜(ダイセンメンブレンシステム製、MOLSEP(登録商標)、分画分子量:150,000)にて処理し、濃度調整した。
 得られたシリカ分散体(鱗片状シリカ粒子分散液(a))からシリカ粒子を取り出し、TEMにて観察したところ、不定形シリカ粒子を実質的に含まない鱗片状シリカ粒子のみであることが確認された。
 鱗片状シリカ粒子分散液(a)に含まれる鱗片状シリカ粒子の平均粒子径は、湿式解砕後と同じであり、0.182μmであった。平均アスペクト比は、188であった。
 赤外線水分計で計測した鱗片状シリカ粒子分散液(a)の固形分濃度は、5.0質量%であった。
 [例1]
 (ベース液(b)の調製)
 変性エタノール(日本アルコール販売社製、ソルミックス(登録商標)AP-11、エタノールを主剤とした混合溶媒。以下同じ。)の34.33gを撹拌しながら、シリケート40(多摩化学工業社製、テトラエトキシシランおよびその加水分解縮合物の混合物、固形分濃度(SiO換算):40質量%)の4.20gおよび鱗片状シリカ粒子分散液(a)の2.00gを加え、30分間撹拌した。上記鱗片状シリカ粒子としては、平均アスペクト比が、82であり、平均粒子径が、0.18μmのものを用いた。
 これに、イオン交換水の3.55gおよび硝酸水溶液(硝酸濃度:61質量%)の0.06gの混合液を加え、60分間撹拌した。
 これに、多孔質球状シリカ粒子(日産化学工業社製、ライトスター(登録商標)LA-S23A、固形分濃度(SiO換算):23質量%)の0.09gを加え、15分間撹拌し、固形分濃度(SiO換算)が4.1質量%のベース液(b)を調製した。なお、SiO換算固形分濃度は、シリケート40のすべてのSiがSiOに転化したときの固形分濃度である。
 ここにおいて、ベース液(b)は、鱗片状粒子(B)としての鱗片状シリカ粒子と、他のシリカ前駆体(A2)としてのテトラエトキシシランと、他の粒子(D)としての多孔質球状シリカ粒子と、分散媒体(C)としてのエタノールおよび水を含む液である。
 (シラン化合物溶液(c)の調製)
 変性エタノールおよびイオン交換水を含む液状媒体(C)の調製のため、変性エタノールの3.76gを撹拌しながら、イオン交換水の0.37gおよび硝酸水溶液(硝酸濃度:61質量%)の0.01gの混合液を加え、5分間撹拌した。シリカ前駆体(A)の一種であるシラン化合物(A1)としての1,6-ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン(信越化学工業社製、KBM-3066、固形分濃度(SiO換算):37質量%)の0.54gを加え、ウォーターバス中60℃で15分間撹拌し、固形分濃度(SiO換算)が4.3質量%のシラン化合物溶液(c)を調製した。
 (塗布液の調製)
 44.23gのベース液(b)を撹拌しながら、シラン化合物溶液(c)の4.68gを加え、60分間撹拌した。これに、変性エタノールの51.09gを加え、室温で30分間撹拌し、固形分濃度(SiO換算)が2.0質量%の塗布液を得た。
 (防眩膜付きガラス板の製造)
 基材のガラス板としてソーダライムガラス(旭硝子社製、FL1.1、サイズ:300mm×300mm、厚さ:1.1mm。)を用意した。ガラス板の表面を炭酸水素ナトリウム水で洗浄した後、イオン交換水でリンスし、乾燥させた。
 ガラス板を予熱炉(いすゞ製作所社製、VTR-115)にて予熱した。ガラス板の表面温度を80℃に保温した状態で、ガラス板の表面に上記のように調製された塗布液を、スプレー圧力:0.4MPa、ノズル移動速度:750mm/分、スプレーピッチ:22mmの条件で、かつ最終的に形成される防眩膜が表2に示す60゜鏡面光沢度になるようなコート面数(重ね塗りの回数)で、スプレー法にて塗布した。
 スプレー法による塗布には、6軸塗装用ロボット(川崎ロボティックス社製、JF-5)を用いた。また、ノズルとしては、VAUノズル(スプレーイングシステムジャパン社製)を用いた。
 その後、大気中、450℃で30分間加熱焼成し、防眩膜付きガラス板(防眩膜付き物品)を得た。
 透過型電子顕微鏡による断面観察によって、焼成後の防眩膜の厚さ方向を測定した断面曲線グラフでは、最も高さが低い点aにおける高さ(最低断面高さ。すなわち最低断面部の防眩膜の厚さ)は、1.0μmであった。
 例1の防眩膜付きガラス板の評価結果を表2に示す。
 [例2~20]
 表1に示す組成に変更した以外は、例1と同様にして例2~20の塗布液を調製した。
 塗布液を変更し、かつ最終的に形成される防眩膜の60゜鏡面光沢度が表2に示す値となるようにコート面数(重ね塗りの回数)を変更した以外は、例1と同様にして防眩機能付きガラス板を得た。評価結果を表2に示す。
 例10においては、シラン化合物(A1)として、1,2-ビス(トリエトキシシリル)エタン(アヅマックス社製、SIB1817)を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2に示されるように、本発明の塗布液を用いて作製された例1~例11の防眩膜付きガラス板は、本発明の塗布液を用いないで作製された例12~例20の防眩膜付きガラス板と比べて、いずれも、防眩膜の表面における60゜鏡面光沢度が、20%以下と低く、また算術平均粗さも0.17~0.4μmの範囲となり、またヘーズも15~45%の範囲となり、防眩効果が充分に発揮され、また膜剥がれも認められず良好であった。
 本発明の防眩膜付き物品は、各種機器(テレビ、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、携帯電話等)に備え付けられた画像表示装置(液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ等)において、表示面への外光の映り込みによる視認性の低下を抑えるのに有用である。また、画像表示装置以外の物品(太陽電池モジュール用保護板等)にも好適に使用できる。
 なお、2014年2月21日に出願された日本特許出願2014-031541号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
 10 防眩膜付き物品
 12 基材
 14 防眩膜

Claims (12)

  1.  基材の表面に防眩膜を有する物品であって、
     前記防眩膜が、シリカ前駆体(A)と、鱗片状粒子(B)と、液状媒体(C)とを含む塗布液を基材に塗布し、焼成して得られたものであり、
     前記塗布液が、前記シリカ前駆体(A)として、ケイ素原子に結合した炭化水素基および加水分解性基を有するシラン化合物(A1)およびその加水分解縮合物のいずれか一方または両方を少なくとも含むことを特徴とする防眩膜付き物品。
  2.  前記防眩膜の表面における60゜鏡面光沢度が、20%以下である、請求項1に記載の防眩膜付き物品。
  3.  前記シラン化合物(A1)とその加水分解縮合物との合計(SiO換算)の割合が、塗布液中の固形分(100質量%)(ただし、シリカ前駆体(A)はSiO換算とする。)のうち、5~30質量%である、請求項1または2に記載の防眩膜付き物品。
  4.  前記鱗片状粒子(B)の割合が、塗布液中の固形分(100質量%)(ただし、シリカ前駆体(A)はSiO換算とする。)のうち、5~35質量%である、請求項1~3のいずれか一項に記載の防眩膜付き物品。
  5.  前記シラン化合物(A1)が、下式(I)で表される化合物である、請求項1~4のいずれか一項に記載の防眩膜付き物品。
     R3-pSi-Q-SiL3-p ・・・(I)
     ただし、
     Qは、2価の炭化水素基(炭素原子間に-O-、-S-、-CO-および-NR’-(ただし、R’は水素原子または1価の炭化水素基である。)から選ばれる1つまたは2つ以上を組み合わせた基を有していてもよい。)であり、
     Lは、加水分解性基であり、
     Rは、水素原子または1価の炭化水素基であり、
     pは、1~3の整数である。
  6.  前記シリカ前駆体(A)が、アルコキシシラン(ただし、前記シラン化合物(A1)を除く。)およびその加水分解縮合物のいずれか一方または両方をさらに含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の防眩膜付き物品。
  7.  前記鱗片状粒子(B)が、鱗片状シリカ粒子である、請求項1~6のいずれか一項に記載の防眩膜付き物品。
  8.  前記基材が、化学強化ガラスである、請求項1~7のいずれか一項に記載の防眩膜付き物品。
  9.  前記基材が、アルミノシリケートガラスである、請求項1~8のいずれか一項に記載の防眩膜付き物品。
  10.  前記基材が、曲面を有するガラスである、請求項1~9のいずれか一項に記載の防眩膜付き物品。
  11.  基材の表面に防眩膜を有する物品を製造する方法であって、
     シリカ前駆体(A)と、鱗片状粒子(B)と、液状媒体(C)とを含む塗布液を基材に塗布し、焼成して防眩膜を形成する工程を有し、
     前記塗布液が、前記シリカ前駆体(A)として、ケイ素原子に結合した炭化水素基および加水分解性基を有するシラン化合物(A1)およびその加水分解縮合物のいずれか一方または両方を少なくとも含むことを特徴とする防眩膜付き物品の製造方法。
  12.  画像を表示する画像表示装置本体と、
     前記画像表示装置本体の視認側に設けられた、請求項1~10のいずれか一項に記載の防眩膜付き物品と
     を具備する、画像表示装置。
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