[发明专利]带硬涂膜的基材及硬涂膜形成用涂布液

说明书

技术领域

本发明涉及由于表面被五氧化锑或二氧化硅覆盖而在分散液的较广的pH范围内分散性和稳定性良好的氧化锆微粒、该微粒分散溶胶及其制造方法。此外，本发明涉及带有与基材的密合性、耐擦伤性、刮痕强度、铅笔硬度等良好的硬涂膜的基材及用于形成该硬涂膜的涂布液，该带硬涂膜的基材由基材和形成于基材上的硬涂膜构成，能够容易地将折射率调整到规定范围内，同时含有分散性、稳定性良好的复合氧化物粒子，因此可使基材和透明被膜的折射率达到相同程度，因而不会产生干涉条纹。 

背景技术

已知为使玻璃、塑料片材、塑料透镜、树脂膜、显示装置前面板等的基材表面的耐擦伤性提高，作为这样的硬涂膜，在玻璃或塑料等的表面形成有机树脂膜或无机膜。此外，在有机树脂膜或无机膜中掺入树脂粒子或二氧化硅等无机粒子，使耐擦伤性进一步提高。 

例如，已知有在硬涂膜中掺入了二氧化硅粒子、氧化锆、ITO、ATO、五氧化锑粒子等无机氧化物粒子，它们的混合粒子或它们的链状粒子等的硬涂膜。 

另外，为了调整折射率，采用二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、氧化锌、五氧化锑、氧化铈、氧化锡、二氧化硅·氧化铝、二氧化硅·氧化锆等胶体粒子作为光学材料掺入被膜等中。例如，二氧化硅作为低折射材料使用，氧化铝作为中等程度的折射率材料使用，二氧化钛、氧化锆等作为高折射率材料使用。 

二氧化钛粒子虽然具有高折射率，但其分散稳定性不佳，且根据用法、用途等的不同，由于光催化活性在耐光性、耐候性等方面存在问题。因此，虽然通过其它成分，例如二氧化硅成分等的复合化而使分散稳定性、耐候性、耐候 性等有所提高，但复合化成分会导致折射率下降，且难以完全抑制光催化活性，所以有时耐光性、耐候性等不够充分(参照专利文献1：日本专利特开平8-48940号公报)。 

另一方面，氧化锆粒子虽然实质上无光催化活性，其耐光性、耐候性等性能良好，但很难获得具有均一的粒径分布、稳定性良好的胶体范围内的氧化锆溶胶。 

因此，本申请的申请人揭示了通过在粒子成长调节剂的存在下进行氧化锆凝胶的调制及水热处理而获得具有均一的粒径分布、稳定性良好的氧化锆溶胶的技术方案(参照专利文献2：日本专利特开2006-143535号公报)。 

发明内容

然而，基材的折射率和硬涂膜的折射率之差较小时不会产生干涉条纹，但为了维持该折射率差，对基材的种类和折射率有所限定或对硬涂膜的基质(matrix)的种类和折射率有所限定，甚至对粒子的选择有制约。此外，欲掺入粒子调整折射率时，如果粒径有较大差异或粒子的表面特性(表面电位、与基质成分的亲和性等)不同，则粒子互相凝集或在基质成分中的分散性下降，有时耐擦伤性不够充分。此外，由于二氧化硅本身的耐碱性不够充分，因此如果为了设置粘接剂层而进行碱处理，则还会存在变色或透明度下降等问题。 

另外，粒子表面带正电还是带负电因硬涂膜形成用涂布液的pH而异，通常，氧化锆微粒、掺锡氧化铟(ITO)等微粒在分散液中其粒子表面带正电，二氧化硅微粒、二氧化钛微粒、五氧化锑微粒、氧化锌微粒、氧化铝微粒、二氧化硅·氧化铝微粒、掺锑氧化锡微粒(ATO)、掺锌氧化铝(AZO)等在分散液中其粒子表面带负电，如果前者和后者混合，则存在互相的电位抵消而发生凝集的问题，与基材的密合性、耐擦伤性、制造可靠性等不够充分。此外，已知在这种情况下添加非离子性表面活性剂来促进分散，不过分散性虽然得到改善，但所得的硬涂膜与基材的密合性、耐擦伤性等仍然不够充分，希望进一步改善这些性能。 

因此，本发明者对在硬涂膜中采用氧化锆粒子的方案进行了探讨，但目前公知的氧化锆粒子的分散液或使用了氧化锆粒子的涂布液在酸性范围内易凝 胶化，存在稳定性的问题。 

在上述背景下，本发明者为了解决上述问题进行了认真探讨，结果发现用五氧化锑或二氧化硅类复合氧化物覆盖氧化锆粒子，可获得在较广的pH范围内稳定的氧化锆微粒，从而完成了本发明。此外，发现作为该改性氧化锆微粒的复合氧化物粒子的折射率易于调节，且不会发生凝集，分散稳定性良好，藉此完成了本发明。 

本发明的构成如下所述。 

[1]改性氧化锆微粒，其特征在于，所述微粒是表面被五氧化锑及/或二氧化硅覆盖的氧化锆微粒，在下述条件下测定该氧化锆微粒的表面电位时，其值在—120～—10mV的范围内， 

条件(1)：改性氧化锆微粒分散液的固形成分浓度为1重量％， 

条件(2)：改性氧化锆微粒分散液的pH在2～13的范围内。