[发明专利]可手工涂布的溶胶凝胶膜形成用涂布液

说明书

技术领域

本发明涉及通过包括将醇盐化合物水解和缩聚的工序的方法而形成的膜、即溶胶凝胶膜。

背景技术

溶胶凝胶膜是，通过将醇盐化合物进行水解和缩聚反应，形成具有低聚物的涂布液，将该涂布液涂布于基材上并且干燥等工序所形成的膜。溶胶凝胶膜由于可以引入产生光学、电、化学功能的功能性材料，因此已经有在各种用途上的使用和提案。尤其，在考虑赋予光学、化学功能的情况下，具有超过0.5μm的膜厚的溶胶凝胶膜是非常有用的。

另一方面，在考虑溶胶凝胶膜的实用性的情况下，提高膜的耐磨耗性和硬度是重要的研究课题。专利文献1中公开了，通过在10～30重量％有机硅化合物、30～60重量％金属氧化物微粒溶胶、10～50重量％水溶性有机溶剂、0.1～5重量％固化催化剂中调整表面活性剂的添加量，可通过浸渍法获得具有优异的平滑性和耐磨耗性的被膜。

另外，专利文献2中公开了一种被覆用组合物，其特征在于，含有由100重量份三烷氧基硅烷和130重量份四烷氧基硅烷构成的有机硅化合物的部分缩合物以及硅硅微粒。此外，专利文献3中公开了一种形成溶液，其中，硅醇盐浓度按SiO₂计超过3质量％且低于9质量％，通过调整水和酸的浓度，可以形成硬的硅系膜。

专利文献4中公开了一种被覆用组合物，其包含100重量份烷基烷氧基硅烷与0.1～20重量份四烷氧基硅烷水解缩聚而形成的共聚物和硅微粒，且研究了膜的表面平滑性。

另一方面，涂布液在基材上的涂布方法对溶胶凝胶膜的硬度、透视变形、膜厚等品质具有很大影响。虽然涂布液的性状对涂布液在基材上的涂布方法有很大限制，但关于溶胶凝胶膜的处理涂布液的现有技术大多不限制涂布方法。而且，很多现有技术事实上以使用浸涂法、旋转涂布法、流涂法、喷涂法等方法来涂布涂布液为前提。

因此，即使用手工涂布等无需设备即可涂布的涂布方法，也能获得具有硬度、以透明性为首的外观、透视变形、膜厚等方面优良品质的溶胶凝胶膜的涂布液，其就上述溶胶凝胶膜在产业上的利用可能性而言具有重要意义。另外，该涂布方法从涂布液在基材上的涂布效率良好、不容易浪费资源以及节省资源的观点来看具有重要意义。

专利文献5中公开了包含有机高分子化合物与金属氧化物化学结合而成的复合物的、可手工涂布或靠手动喷涂的涂层剂，但关于所形成的膜的耐磨耗性和耐候性仍然有很大改善的余地，需要进一步研究。

专利文献1：日本特开2002-228989号公报

专利文献2：日本特开平01-306476号公报

专利文献3：日本特开2006-111851号公报

专利文献4：日本特开平08-283661号公报

专利文献5：日本特开2001-316635号公报

发明内容

发明要解决的问题

为了制备可供于使用手工涂布等涂布方法的涂布液，需要根据涂布液含有的成分控制涂布到基材上的涂布液的流平、溶剂的干燥。如果不能适当地进行这种控制，所得溶胶凝胶膜容易产生条纹、裂纹等缺陷。

本发明的课题是提供一种涂布液，通过研究涂布液的成分，即使用手工涂布等无需设备即可涂布的涂布方法，也能获得具有硬度、以透明性为首的外观、透视变形、膜厚等方面上优良品质的溶胶凝胶膜。

用于解决问题的方案

本发明的用于获得溶胶凝胶膜的涂布液，其特征在于，含有固体成分和溶剂，该固体成分具有烷氧基硅烷在酸性水溶液中水解和缩聚而获得的氧化硅低聚物，该溶剂具有沸点为100℃以上且粘度为3.5mPa·s(25℃测定)以下的有机溶剂和前述酸性水溶液，其中，前述氧化硅低聚物的聚苯乙烯换算的数均分子量为500～4000，涂布液中的固体成分的含量为8～30重量％，固体成分中的氧化硅低聚物的含量为10重量％以上。

这里的溶胶凝胶膜是形成在基材上的膜，是具有经由前述氧化硅低聚物获得的氧化硅化合物的膜，优选具有0.5μm～5μm的膜厚，更优选是该氧化硅化合物通过硅氧烷键与基材结合而形成的膜。