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堿金屬阻擋層形成用涂布液及物品的制作方法_4

文檔序號(hào):9203759閱讀:來(lái)源:國(guó)知局
粒子可以是各粒子以獨(dú)立的狀態(tài)存在,也可以是各粒子連接成鏈狀,還可 以是各粒子凝集。
[0207] 功能性粒子可單獨(dú)使用1種,也可以2種以上并用。
[0208] 作為用于提高平整性的表面活性劑,可例舉硅油類(lèi)表面活性劑、丙烯酸類(lèi)表面活 性劑等。
[0209] 作為用于提高耐久性的金屬化合物,優(yōu)選鋯螯合物、鈦螯合物、鋁螯合物。
[0210] 作為鋯螯合物,可例舉四乙酰丙酮根合鋯、三丁氧基硬脂酸根合鋯等。
[0211] 作為鈦螯合物,可例舉四乙酰丙酮根合鈦等。
[0212] 作為鋁螯合物,可例舉四乙酰丙酮根合鋁等。
[0213] 這些任意成分在涂布液中的含量可在考慮涂布液的涂布性、必要的功能等后進(jìn)行 適當(dāng)設(shè)定。
[0214] 本發(fā)明的涂布液可通過(guò)例如將(A)成分的溶液、(B)成分的分散液、根據(jù)需要添加 的液體溶劑、和任意成分等混合來(lái)配制。
[0215] [作用效果]
[0216] 本發(fā)明的涂布液可用于在玻璃基板上形成堿金屬阻擋層。詳細(xì)內(nèi)容在以下說(shuō)明, 通過(guò)將本發(fā)明的涂布液涂布在玻璃基板上、經(jīng)干燥,形成在來(lái)源于(A)成分的基質(zhì)(烷氧基 硅烷的水解產(chǎn)物的縮合物)中分散有(B)成分的膜。
[0217] 對(duì)于該膜,本發(fā)明的涂布液通過(guò)以規(guī)定的比例含有(A)成分和(B)成分,干燥、燒 成時(shí)的膜的收縮得到抑制,從而可抑制由該收縮引起的玻璃基板的翹曲。例如,在涂布液的 涂布后,即使在為了玻璃基板的強(qiáng)化等的目的而進(jìn)行600°C以上的高溫下的燒成,或者在作 為玻璃基板使用厚度為15. Omm以下、甚至0. 7mm以下那么薄的玻璃基板的情況下,也能將 翹曲量充分抑制在可允許的范圍內(nèi)。
[0218] 此外,該膜即使包含作為二氧化硅粒子的(B)成分,也具有優(yōu)異的堿金屬阻擋性, 能充分發(fā)揮作為堿金屬阻擋層的功能。
[0219] 對(duì)可獲得優(yōu)異的堿金屬阻擋性的理由并不明確,但認(rèn)為是由水熱合成法合成的 (B)成分具有微結(jié)晶性且比溶膠凝膠二氧化硅的密度高的緣故。
[0220] 此外,⑶成分對(duì)膜的堿金屬阻擋性以外的特性造成的影響小,例如幾乎觀察不到 (B)成分對(duì)透射率的影響。
[0221] 此外,本發(fā)明的涂布液與含有(A)成分但不含(B)成分的涂布液相比,如果(A)成 分的310 2換算固體成分濃度相同,則本發(fā)明的涂布液的用于獲得必要膜厚所需的涂布液使 用量更少,在成本上也更有利。
[0222] 〈物品〉
[0223] 本發(fā)明的物品具有玻璃基板、和利用上述的本發(fā)明的涂布液在上述玻璃基板上所 形成的堿金屬阻擋層。
[0224] 本發(fā)明的物品還可以在上述堿金屬阻擋層上具有與該堿金屬阻擋層不同的其他 層。通過(guò)該其他層,可賦予物品以任意的功能。
[0225] [玻璃基板]
[0226] 作為構(gòu)成玻璃基板的玻璃,沒(méi)有特別限定,可例舉例如鈉鈣玻璃、硼硅酸鹽玻璃、 鋁硅酸鹽玻璃、混合堿金屬類(lèi)玻璃等,可根據(jù)物品的用途等進(jìn)行適當(dāng)選擇。
[0227] 作為鈉鈣玻璃,沒(méi)有特別限定,但例如在物品為建筑用或車(chē)輛用的窗玻璃的情況 下,優(yōu)選具有下述組成的玻璃。
[0228] 以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百分比表示,含有
[0229] SiO2:65 ~75%、
[0230] Al2O3 = O ~10%、
[0231] CaO:5 ~15%、
[0232] MgO:0 ~15%、
[0233] Na20:10 ~20%、
[0234] K20:0 ~3%、
[0235] Li20:0 ~5%、
[0236] Fe2O3 = O ~3%、
[0237] TiO2:0 ~5%、
[0238] CeO2:0 ~3%、
[0239] BaO:0 ~5%、
[0240] SrO: 0 ~5 %、
[0241] B2O3:0 ~15%、
[0242] ZnO:0 ~5%、
[0243] ZrO2:0 ~5%、
[0244] SnO2:0 ~3%、
[0245] SO3:0 ~0.5%。
[0246] 混合堿金屬類(lèi)玻璃的情況下,優(yōu)選具有下述組成的玻璃。
[0247] 以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百分比表示,含有
[0248] SiO2:50 ~75%、
[0249] Al2O3 = O ~15%、
[0250] MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO:6 ~24 %、
[0251] Na2CHK20:6 ~24%。
[0252] 玻璃基板可以是通過(guò)浮法等而成形的平滑的玻璃板,也可以是表面具有凹凸的壓 花玻璃。此外,不僅可以是平坦的玻璃,也可以是具有曲面形狀的玻璃。
[0253] 物品是太陽(yáng)能電池用覆蓋玻璃的情況下,作為玻璃基板,優(yōu)選表面帶有凹凸的梨 皮狀花紋的壓花玻璃。作為壓花玻璃,優(yōu)選與通常的窗玻璃等所用的鈉鈣玻璃(藍(lán)玻璃) 相比的鐵成分更少的(透明度高的)鈉鈣玻璃(超白玻璃)。
[0254] 對(duì)玻璃基板的厚度沒(méi)有特別限定,可根據(jù)物品的用途等進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定。
[0255] 玻璃基板的厚度越薄,堿金屬阻擋層的形成時(shí)或用于強(qiáng)化的燒成時(shí)的玻璃基板的 翹曲越容易成為問(wèn)題,本發(fā)明的有用性高。
[0256] 此外,在以提高透射率為目的的用途中,厚度越薄,將光的吸收抑制得越低,透射 率提高。從該觀點(diǎn)考慮,玻璃基板的厚度優(yōu)選15. Omm以下,更優(yōu)選12. Omm以下,進(jìn)一步優(yōu) 選7. Omm以下,特別優(yōu)選3. 2mm以下。對(duì)玻璃基板的厚度的下限沒(méi)有特別限定。
[0257] [堿金屬阻擋層]
[0258] 堿金屬阻擋層是具有抑制堿金屬透過(guò)的堿金屬阻擋功能的層。通過(guò)在玻璃基板和 其他層之間具有堿金屬阻擋層,可抑制堿金屬自玻璃基板對(duì)該其他層的影響,其他層的耐 久性提高。例如可抑制以下的防反射性能下降:即,在其他層包含二氧化硅類(lèi)多孔質(zhì)膜等的 低反射膜的情況下,因玻璃中所含的鈉引起在濕熱條件下產(chǎn)生堿性,由于該影響,二氧化硅 類(lèi)多孔質(zhì)膜的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞等,由此造成的防反射性能下降。
[0259] 本發(fā)明的物品中,作為堿金屬阻擋層,具有利用上述的本發(fā)明的涂布液而形成的 膜。
[0260] 對(duì)堿金屬阻擋層的形成方法在后面詳細(xì)說(shuō)明。
[0261] 本發(fā)明的物品所具有的堿金屬阻擋層可以是1層,也可以是2層以上。例如,可以 是多層膜,該多層膜是使用組成(所含有的成分的種類(lèi)及摻合量)不同的2種以上的涂布 液作為本發(fā)明的涂布液而依次形成2種以上的膜的多層膜。
[0262] 堿金屬阻擋層的膜厚(多層的情況下,為它們的總膜厚)優(yōu)選40~200nm,更優(yōu)選 60~180nm。如果堿金屬阻擋層的膜厚在40nm以上,則可獲得充分的堿金屬阻擋性,如果 在200nm以下,則膜的均勻性良好。
[0263] [其他層]
[0264] 本發(fā)明的物品中,作為在上述堿金屬阻擋層上可以具有的其他層,沒(méi)有特別限定, 考慮到該物品的用途,可以是具有所要求的功能的任意的層。
[0265] 作為其他層的具體例,可例舉例如低反射膜、導(dǎo)電膜、著色膜、紅外線截止膜、紫外 線截止膜、防靜電膜等。其他層可以是單層膜,也可以是多層膜。
[0266] 本發(fā)明的物品中,優(yōu)選上述其他層包括低反射膜。在低反射膜由例如二氧化硅類(lèi) 多孔質(zhì)膜形成的情況下,堿金屬耐久性低,本發(fā)明的有用性高。
[0267] 此外,具有低反射膜的物品在太陽(yáng)能電池覆蓋玻璃、顯示器覆蓋玻璃、手機(jī)等的通 信設(shè)備用覆蓋玻璃、車(chē)輛用玻璃、建筑用玻璃等中是有用的。
[0268] 作為低反射膜,沒(méi)有特別限定,例如可以與作為玻璃基板等的表面所設(shè)置的低反 射膜而公知的低反射膜同樣。
[0269] 作為低反射膜的一例,可例舉如上所述的二氧化硅類(lèi)多孔質(zhì)膜。"二氧化硅類(lèi)多孔 質(zhì)膜"是指在以二氧化硅為主成分的基質(zhì)中具有多個(gè)空孔的膜。
[0270] 二氧化硅類(lèi)多孔質(zhì)膜因?yàn)榛|(zhì)以二氧化硅作為主成分,所以相對(duì)折射率(反射 率)低。此外,化學(xué)穩(wěn)定性、與玻璃基板的密合性、耐摩耗性等優(yōu)異。此外,通過(guò)在基質(zhì)中具 有空孔,與不具有空孔的情況相比,折射率低。
[0271] 基質(zhì)以二氧化硅作為主成分是指二氧化硅的比例占基質(zhì)(100質(zhì)量% )中的60質(zhì) 量%以上。
[0272] 作為基質(zhì),優(yōu)選實(shí)質(zhì)上由二氧化硅構(gòu)成。實(shí)質(zhì)上由二氧化硅構(gòu)成是指除了不可避 免的雜質(zhì)(例如,在作為基質(zhì)前體使用具有非水解性基團(tuán)的烷氧基硅烷的水解產(chǎn)物的情況 下的非水解性基團(tuán)這樣的來(lái)源于原料的結(jié)構(gòu))以外,僅由二氧化硅構(gòu)成。
[0273] 基質(zhì)可以包含少量的二氧化硅以外的成分。作為該成分,可例舉選自Li、B、C、N、 F、Na、Mg、Al、P、S、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Sr、Y、Zr、Nb、Ru、Pd、Ag、In、 Sn、Hf、Ta、W、Pt、Au、Bi及鑭系元素的1個(gè)或多個(gè)離子和/或氧化物等的化合物(硝酸鹽、 氯化物鹽、螯合物等)。
[0274] 基質(zhì)不僅包含2維聚合的基質(zhì)成分,也可包含3維聚合的納米粒子。作為納米粒子 的組成,可例舉八1 203、3;[02、31102、1102、2110、21'0 2等。納米粒子的尺寸優(yōu)選1~200111]1。對(duì) 納米粒子的形狀沒(méi)有特別限定,可例舉球狀、針狀、中空狀、片狀、棱角狀等。
[0275] 作為優(yōu)選的二氧化硅類(lèi)多孔質(zhì)膜的一例,可例舉涂布包含分散介質(zhì)(a)、在上述分 散介質(zhì)(a)中分散的微粒(b)、和溶解或分散于上述分散媒(a)中的基質(zhì)前體(c)的涂布液 (以下也稱(chēng)為上層涂布液(I))、經(jīng)干燥(燒成)而得的膜。
[0276] 該膜是由基質(zhì)前體(c)的燒成物(SiO2)構(gòu)成的在基質(zhì)中分散了微粒(b)的膜。該 膜中,在微粒(b)的周?chē)x擇性地形成有空隙。由于該空隙,膜整體的折射率降低,表現(xiàn)出 優(yōu)異的防反射效果。特別是,在微粒(b)的核部是中空的情況下,表現(xiàn)出更優(yōu)異的防反射效 果。該膜具有低成本、且即使在較低的溫度下也能形成的優(yōu)點(diǎn)。
[0277] 對(duì)于上層涂布液(I)、及使用該上層涂布液(I)的二氧化硅類(lèi)多孔質(zhì)膜的形成方 法分別在后面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0278] 二氧化娃類(lèi)多孔質(zhì)膜的膜厚優(yōu)選50~300nm,更優(yōu)選80~200nm。如果二氧化娃 類(lèi)多孔質(zhì)膜的膜厚在50nm以上,則引起光的干涉,呈現(xiàn)出防反射性能。如果二氧化硅類(lèi)多 孔質(zhì)膜的膜厚在300nm以下,則能夠在不產(chǎn)生裂紋的情況下成膜。
[0279] 二氧化硅類(lèi)多孔質(zhì)膜的膜厚可利用反射分光膜厚計(jì)進(jìn)行測(cè)定。
[0280] 在上述其他層包括低反射膜的情況下,該其他層可以?xún)H由低反射膜構(gòu)成,也可以 還具有低反射膜以外的膜。例如,在低反射膜是二氧化硅類(lèi)多孔質(zhì)膜的情況下,由于表面的 凹凸多,所以存在容易附著污物、難以除去附著的污物等的問(wèn)題。因此,為了提高物品的防 汚性,可在低反射膜上進(jìn)一步設(shè)置防污層。
[0281] 作為防污膜使用的材料,可例舉表現(xiàn)出拒水或拒油性的含氟化合物、含烷基化合 物等。
[0282] 作為本發(fā)明的物品中的其他層的優(yōu)選其他例,可例舉導(dǎo)電膜。
[0283] 導(dǎo)電膜表示膜的表面電阻值在1012Ω/ □以下。
[0284] 作為導(dǎo)電膜的材質(zhì),可例舉含Sb的SnOx(ATO)、含Sn的In2O 3(ITO)、Ru02、Ag、Ru、 AgPcU RuAu 等。
[0285] 導(dǎo)電膜可通過(guò)旋涂法、噴涂法、浸涂法、模涂法、幕涂法、絲網(wǎng)印刷法、噴墨法、流涂 法、凹版涂布法、棒涂法、柔版涂布法、狹縫涂布法、輥涂法等公知的方法來(lái)形成。
[0286] (上層涂布液(I))
[0287] 上層涂布液(I)包含分散介質(zhì)(a)、在上述分散介質(zhì)(a)中分散的微粒(b)、和溶 解或分散于上述分散介質(zhì)(a)中的基質(zhì)前體(c)。
[0288] 分散介質(zhì)(a)是分散微粒(b)的液體。分散介質(zhì)(a)可以是溶解基質(zhì)前體(C)的 溶劑。
[0289] 作為分散介質(zhì)(a),可例舉與上述液體介質(zhì)(C)同樣的物質(zhì)。
[0290] 在基質(zhì)前體(C)是烷氧基硅烷的水解產(chǎn)物的情況下,因?yàn)樗庑枰?,所以分?介質(zhì)(a)較好是至少包含水。作為分散介質(zhì)(a),可以并用水和其他液體。作為該其他液 體,可例舉例如醇類(lèi)、酮類(lèi)、醚類(lèi)、溶纖劑類(lèi)、酯類(lèi)、二醇醚類(lèi)、含氮化合物、含硫化合物等。上 述其他液體中,作為基質(zhì)前體(c)的溶劑,優(yōu)選醇類(lèi),特別優(yōu)選甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇。
[0291] 作為微粒(b),可例舉金屬酸化物微粒、金屬微粒、顏料類(lèi)微粒、樹(shù)脂微粒等。
[0292] 作為金屬氧化物微粒的材料,可例舉A1203、Si0 2、Sn02、Ti02、Zr02、ZnO、CeO 2、含有 Sb的SnOx(ATO)、含Sn的In2O3(ITO)、此0 2等,從低折射率的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選SiO 2。
[0293] 作為金屬微粒的材料,可例舉金屬(Ag、Ru等)、合金(AgPd、RuAu等)等。
[0294] 作為顏料類(lèi)微粒,可例舉無(wú)機(jī)顏料(鈦黑、炭黑等)、有機(jī)顏料等。
[0295] 作為樹(shù)脂微粒的材料,可例舉聚丙烯酸、聚苯乙烯、三聚氰胺樹(shù)脂等。
[0296] 作為微粒(b)的形狀,可例舉球狀、橢圓狀、針狀、板狀、棒狀、圓錐狀、圓柱狀、立 方體狀、長(zhǎng)方體狀、鉆石狀、星狀、三角錐狀、花瓣?duì)?、無(wú)定形狀等。此外,微粒(b)可以是中 空狀或開(kāi)孔狀。此外,微粒(b)可以是各微粒以獨(dú)立的狀態(tài)存在,也可以是各微粒連接成鏈 狀,還可以
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