JPH0971438A - Composition for film formation - Google Patents

Composition for film formation

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JPH0971438A
JPH0971438A JP22764195A JP22764195A JPH0971438A JP H0971438 A JPH0971438 A JP H0971438A JP 22764195 A JP22764195 A JP 22764195A JP 22764195 A JP22764195 A JP 22764195A JP H0971438 A JPH0971438 A JP H0971438A
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JP
Japan
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compound
zirconium
film
composition
zirconium alkoxide
Prior art date
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Application number
JP22764195A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichiro Nakamura
浩一郎 中村
Koichi Maeda
浩一 前田
Katsuhiko Kinugawa
勝彦 衣川
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Sheet Glass Co Ltd filed Critical Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication of JPH0971438A publication Critical patent/JPH0971438A/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23Oxides
    • C03C17/25Oxides by deposition from the liquid phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00Coatings on glass
    • C03C2217/20Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21Oxides
    • C03C2217/22ZrO2

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a composition for film formation, capable ofeasily preparing a coating solution because of its good solubility to organic solvent, excellent in preservability in the presence of moisture, and good in coating workability, comprising a zirconium alkoxide chelate compound prepared by chelating (A) a zirconium alkoxide with (B) a β-ketoester compound and (C) β-diketone compound. SOLUTION: This composition comprises a zirconium alkoxide chelate compound which is prepared by chelating the component A with the components B and C at the weight ratio A/B/C of (x:y:z) ((x), (y) and (z) satisfy the following relationships: 1<=(y/x)<=3, and 1<=(z/x)<=3). The component A is e.g. a zirconium tetraalkoxide; the component B is e.g. methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, propyl acetoacetate, butyl acetoacetate; and the component C is e.g. acetylacetone. In this composition, (D) and organosilicon compound may be contained in the component A; in this case, the ratio for the components A and D is 0.2-2 in terms of the molar ratio Si/Zr.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被膜形成用組成
物、特にガラス、金属、半導体などの基板に被膜を形成
するコーティング性、保存安定性に優れた組成物に関す
るものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a film forming composition, and more particularly to a composition having excellent coating properties and storage stability for forming a film on a substrate such as glass, metal or semiconductor.

【0002】[0002]

【従来の技術】湿式法により、ガラス、金属、半導体な
どの基板に機能性薄膜、例えば紫外線遮蔽薄膜、熱線反
射薄膜、反射防止膜などの光学薄膜を形成する方法が提
案されてきている。このような機能性薄膜に化学的、機
械的保護機能を付与するために、これらの被膜の組成に
はZiO2 を含むものが多く使われている。ジルコニウ
ムの酸化物の出発原料として、ジルコニウムアルコキシ
ドを主成分としたコーティング液組成が用いられてい
る。ジルコニウムアルコキシドは反応性が高いためゲル
化が速く、粘度が急激に上昇するため、調合後短期間内
に使用しない限りコーティング作業性が困難となる。ま
た高湿度の雰囲気下でコーティング作業を行うと膜面が
白化し、そのために透明な外観が必要とされる用途には
使用できない。さらにコーティング液中に含まれる水分
が原因で保存中に沈殿物が生じるため、コーティング液
の保存安定性に劣るという問題がある。
2. Description of the Related Art There has been proposed a method of forming a functional thin film, for example, an optical thin film such as an ultraviolet ray shielding thin film, a heat ray reflecting thin film and an antireflection film on a substrate such as glass, metal or semiconductor by a wet method. In order to impart a chemical and mechanical protective function to such a functional thin film, those containing ZiO 2 are often used in the composition of these coatings. As a starting material for zirconium oxide, a coating liquid composition containing zirconium alkoxide as a main component is used. Since zirconium alkoxide has high reactivity, it rapidly gels and its viscosity rises rapidly, so that coating workability becomes difficult unless it is used within a short period after preparation. Further, when the coating operation is performed in an atmosphere of high humidity, the film surface is whitened, which makes it unusable for applications requiring a transparent appearance. Furthermore, since the water content contained in the coating solution causes a precipitate during storage, there is a problem that the storage stability of the coating solution is poor.

【0003】このような問題点を解決するために、β−
ジケトン化合物またはβ−ケトエステル化合物でキレー
ト化したジルコニウムアルコキシドを原料とするコーテ
ィング液組成物を用いることが開示されている〔峠登ら
の論文Jpn. J. Appl. Phys.Vol.33(1994) pp.L1181-L11
84、およびJournal of Sol-Gel Science and Technolog
y, 2, 581-585(1994)など〕。しかしながら安定性を高
めるため、β−ジケトン化合物としてアセチルアセトン
2分子を、1分子のジルコニウムアルコキシドに配位さ
せたキレート化合物は有機溶媒に対する溶解性が小さ
く、コーティング液の濃度を任意に調整し難いため使用
範囲が著しく限定される。またβ−ケトエステル化合物
をキレート試薬として用いた場合についても、水分に対
する安定性は充分とはいえなかった。
In order to solve such a problem, β-
It has been disclosed to use a coating liquid composition starting from a zirconium alkoxide chelated with a diketone compound or a β-ketoester compound [Togeto et al. Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 33 (1994) pp. L1181-L11
84, and Journal of Sol-Gel Science and Technolog
y, 2, 581-585 (1994)]. However, in order to improve stability, a chelate compound in which 2 molecules of acetylacetone are coordinated with 1 molecule of zirconium alkoxide as a β-diketone compound has low solubility in an organic solvent, and it is difficult to arbitrarily adjust the concentration of the coating solution. The range is significantly limited. Further, even when the β-ketoester compound was used as a chelating agent, the stability against water was not sufficient.

【0004】以上のように従来では、水に対する安定性
と有機溶媒に対する溶解性の両者を充分に満足するジル
コニウム酸化物原料を含むコーティング液組成物は知ら
れていなかった。
As described above, hitherto, no coating liquid composition containing a zirconium oxide raw material sufficiently satisfying both the stability in water and the solubility in an organic solvent has been known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の従来技
術の問題を解決して、有機溶媒に対する溶解性が良くコ
ーティング液を容易に調製することができ、水分に対す
る保存安定性に優れ、コーティング作業性の良い被膜形
成用組成物を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, has good solubility in organic solvents, can easily prepare a coating solution, has excellent storage stability against moisture, and can be used for coating. It is an object of the present invention to provide a film-forming composition having good workability.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては有機溶媒に対して溶解性の良いβ
−ケトエステル化合物と安定性に優れたβ−ジケトン化
合物で、同時にキレート化したジルコニウムアルコキシ
ドキレート化物を含有する被膜形成用組成物を用いる。
In order to solve the above problems, in the present invention, β having good solubility in an organic solvent is used.
A film-forming composition containing a ketoester compound and a β-diketone compound having excellent stability, which simultaneously chelate a zirconium alkoxide chelate is used.

【0007】本発明で使用されるジルコニウムアルコキ
シドとして、テトラメトキシジルコニウム、テトラエト
キシジルコニウム、テトライソプロポキシジルコニウ
ム、テトライソプロポキシジルコニウムイソプロパノー
ル錯体、テトラn−プロポキシジルコニウム、テトライ
ソブトキシジルコニウム、テトラn−ブトキシジルコニ
ウム、テトラsec−ブトキシジルコニウム 、テトラt−
ブトキシジルコニウムなどのようなジルコニウムテトラ
アルコキシド類が好便に使用できる。ジルコニウムモノ
クロリドトリアルコキシド、ジルコニウムジクロリドジ
アルコキシドなどのジルコニウムハロゲン化物のアルコ
キシドなどを使用することもできる。また上記のジルコ
ニウムアルコキシドのアルコキシ基のうちの少なくとも
一つが酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、アクリル酸、メ
タクリル酸などの有機酸類で置き換わったアルコキシジ
ルコニウム有機酸塩類を用いることも可能である。
As zirconium alkoxides used in the present invention, tetramethoxyzirconium, tetraethoxyzirconium, tetraisopropoxyzirconium, tetraisopropoxyzirconium isopropanol complex, tetra n-propoxyzirconium, tetraisobutoxy zirconium, tetra n-butoxy zirconium, Tetra sec-butoxy zirconium, tetra t-
Zirconium tetraalkoxides such as butoxyzirconium can be conveniently used. It is also possible to use zirconium halide alkoxides such as zirconium monochloride trialkoxide and zirconium dichloride dialkoxide. It is also possible to use alkoxyzirconium organic acid salts in which at least one of the alkoxy groups of the zirconium alkoxide is replaced with an organic acid such as acetic acid, propionic acid, butanoic acid, acrylic acid or methacrylic acid.

【0008】上記ジルコニウムアルコキシドをキレート
化するためのキレート試薬について説明する。β−ケト
エステル化合物としては、アセト酢酸メチル、アセト酢
酸エチル、アセト酢酸プロピル、アセト酢酸ブチル、ア
セト酢酸フェニルのようなアセト酢酸エステルを列挙す
ることができ、これらの中でアセト酢酸アルキルエステ
ル、特にアセト酢酸メチルおよびアセト酢酸エチルが比
較的に安価に入手できるので好適である。またβ−ジケ
トン化合物としては、アセチルアセトン、2,2,6,6-テト
ラメチル-3,5-ヘプタンジオン、ビニルアセチルアセト
ン などが挙げられるが、安価に入手できる点でアセチ
ルアセトンが好ましい。
A chelating reagent for chelating the zirconium alkoxide will be described. As the β-ketoester compound, acetoacetic acid esters such as methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, propyl acetoacetate, butyl acetoacetate and phenyl acetoacetate can be enumerated. Methyl acetate and ethyl acetoacetate are preferable because they can be obtained relatively inexpensively. Examples of the β-diketone compound include acetylacetone, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione, vinylacetylacetone, and the like, and acetylacetone is preferable because it is inexpensively available.

【0009】次に、ジルコニウムアルコキシドに対する
キレート化剤の混合割合について説明する。ジルコニウ
ムアルコキシドとβ−ケトエステル化合物とβ−ジケト
ン化合物のモル比を(ジルコニウムアルコキシド):
(β−ケトエステル化合物):(β−ジケトン化合物)
=x:y:zで表したとき、1≦y/x≦3,1≦z/x≦3
の範囲にあることが好ましい。さらには、x=y=z=1
であることがより好ましい。
Next, the mixing ratio of the chelating agent to the zirconium alkoxide will be described. The molar ratio of zirconium alkoxide, β-ketoester compound and β-diketone compound is (zirconium alkoxide):
(Β-ketoester compound): (β-diketone compound)
= x: y: z, 1 ≦ y / x ≦ 3, 1 ≦ z / x ≦ 3
Is preferably within the range. Furthermore, x = y = z = 1
Is more preferable.

【0010】本発明の被膜形成用組成物中には、上記の
ジルコニウムアルコキシドのキレート化物のほかに、珪
素、チタン、セリウム、亜鉛などの酸化物の原料となる
組成物を含んでいてもよい。膜特性、屈折率を調節する
ために、二酸化珪素の原料化合物である有機シリコン化
合物を含んでいてもよい。使用される有機シリコン化合
物としては、Si(OR)4 、(ここでRはメチル基、
エチル基、プロピル基、またはブチル基)で表されるテ
トラアルコキシシランおよびこれらの加水分解縮合物が
好適に用いられる。あるいは SiR'4-n(OR)n、
(ここでRはメチル基、エチル基、プロピル基、または
ブチル基、R' はメチル基、エチル基、プロピル基、ビ
ニル基、γ−クロロプロピル基、γ−アミノプロピル
基、γ−メタクリロキシプロピル基、またはγ−メルカ
プトプロピル基、nは1〜3の整数)のような、いわゆ
るシランカップリング剤なども使用できる。
In addition to the above-mentioned zirconium alkoxide chelate, the film-forming composition of the present invention may contain a composition as a raw material for oxides of silicon, titanium, cerium, zinc and the like. An organosilicon compound, which is a raw material compound of silicon dioxide, may be contained in order to adjust the film characteristics and the refractive index. The organosilicon compound used is Si (OR) 4 (where R is a methyl group,
A tetraalkoxysilane represented by an ethyl group, a propyl group, or a butyl group) and a hydrolyzed condensate thereof are preferably used. Or SiR'4-n (OR) n,
(Here, R is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group, and R'is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a vinyl group, a γ-chloropropyl group, a γ-aminopropyl group, a γ-methacryloxypropyl group. Group, or a γ-mercaptopropyl group, n is an integer of 1 to 3), and so-called silane coupling agents can also be used.

【0011】本発明の組成物は、前記したように有機シ
リコン化合物を含有していてもよく、珪素とジルコニウ
ムは任意の割合で混合できる。テトラアルコキシシラン
を二酸化珪素の原料として用いた場合には、ガラス、金
属、半導体基板表面に対する濡れ性を向上させるため、
アルコキシシランを加水分解させたものが好適に用いら
れる。アルコキシシランの加水分解には、酸触媒と水が
用いられる。モル比Si/Zrの値が大きい場合には、
相対的にジルコニウムキレート化物に対する酸触媒と水
の割合が大きくなり、加水分解縮合反応によりゲル化を
生じ易くなるが、本発明で用いられるジルコニウムキレ
ート化合物は水に対する安定性が著しく高いため、アル
コキシシラン加水分解物の量を増やしても何ら問題はな
い。通常は有機シリコン化合物とジルコニウムアルコキ
シドのキレート化物とをモル比Si/Zrの値で表し
て、0.2〜5.0の混合したものが使用される。
The composition of the present invention may contain an organic silicon compound as described above, and silicon and zirconium can be mixed in any ratio. When tetraalkoxysilane is used as a raw material for silicon dioxide, in order to improve wettability with respect to glass, metal, and semiconductor substrate surface,
Hydrolyzed alkoxysilane is preferably used. An acid catalyst and water are used for the hydrolysis of the alkoxysilane. If the molar ratio Si / Zr is large,
The ratio of the acid catalyst and water to the zirconium chelate compound becomes relatively large, and gelation is likely to occur due to the hydrolysis condensation reaction. However, since the zirconium chelate compound used in the present invention has extremely high stability to water, the alkoxysilane There is no problem even if the amount of hydrolyzate is increased. Usually, a mixture of an organosilicon compound and a zirconium alkoxide chelate represented by a molar ratio Si / Zr of 0.2 to 5.0 is used.

【0012】また本発明で用いられるジルコニウムキレ
ート化合物は、有機溶媒に対する溶解性も著しく高いた
め、ジルコニア含量を増すために、ジルコニウムキレー
ト化合物濃度を上げることが可能である。このコーティ
ング液組成物は高い湿度、例えば相対湿度70%の雰囲
気中でコーティングしても白化することなく、膜の透明
性が損なわれることがない。コーティングに際しては、
全固形分換算濃度の値を3〜15%の範囲内に入るよう
に有機溶媒で希釈することにより、液の粘度を調節して
使用される。
Further, the zirconium chelate compound used in the present invention has remarkably high solubility in an organic solvent, so that it is possible to increase the zirconium chelate compound concentration in order to increase the zirconia content. The coating liquid composition does not whiten even when coated in an atmosphere of high humidity, for example, 70% relative humidity, and the transparency of the film is not impaired. When coating,
It is used by adjusting the viscosity of the liquid by diluting it with an organic solvent so that the value of the total solid content conversion concentration falls within the range of 3 to 15%.

【0013】本発明の組成物に用いられる有機溶媒は、
コーティング方法に依存する。例えば、グラビアコート
法、フレキソ印刷法、ロールコート法の有機溶媒として
は、蒸発速度の遅い溶媒が好適である。これは蒸発速度
が速い溶媒では、充分にレベリングが行われないうちに
溶媒が蒸発してしまうためである。溶媒の蒸発速度は、
酢酸ブチルのそれを100とした相対蒸発速度指数で一
般的に評価されている。この値が40以下の溶媒は”き
わめて遅い”蒸発速度をもつ溶媒として分類されてお
り、このような溶媒がグラビアコート法、フレキソ印刷
法、ロールコート法の有機溶媒として好ましい。例え
ば、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブ
アセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテ
ル、へキシレングリコール、ジエチレングリコール、ト
リプロピレングリコール、ジアセトンアルコール、テト
ラヒドロフルフリルアルコールなどが挙げられる。本発
明のコーティング液組成物は、このような溶媒を少なく
とも1種を含むことが望ましいが、コーティング液の粘
度、表面張力などを調節するために上記の溶媒を複数用
いても構わない。蒸発速度が速くて100を超える相対
蒸発速度指数を有する溶媒、例えばメタノール(61
0)、エタノール(340)、n−プロパノール(11
0)、イソプロパノール(300)、ブタノールのよう
な溶媒(カッコ内の数字は上記相対蒸発速度指数値を表
す)を上記の40以下の相対蒸発速度指数を有する溶媒
と混合して使用する場合には、全体の溶媒中で、40以
下の相対蒸発速度指数を有する溶媒が50体積%含有さ
せることが好ましい。
The organic solvent used in the composition of the present invention is
It depends on the coating method. For example, as the organic solvent for the gravure coating method, the flexographic printing method, and the roll coating method, a solvent having a slow evaporation rate is suitable. This is because with a solvent having a high evaporation rate, the solvent evaporates before sufficient leveling is performed. The evaporation rate of the solvent is
It is generally evaluated by the relative evaporation rate index of butyl acetate as 100. A solvent having a value of 40 or less is classified as a solvent having an "extremely slow" evaporation rate, and such a solvent is preferable as an organic solvent for the gravure coating method, the flexographic printing method, and the roll coating method. Examples thereof include ethyl cellosolve, butyl cellosolve, cellosolve acetate, diethylene glycol monoethyl ether, hexylene glycol, diethylene glycol, tripropylene glycol, diacetone alcohol, and tetrahydrofurfuryl alcohol. The coating liquid composition of the present invention preferably contains at least one such solvent, but a plurality of the above solvents may be used in order to adjust the viscosity, surface tension and the like of the coating liquid. A solvent with a high evaporation rate and a relative evaporation rate index of more than 100, such as methanol (61
0), ethanol (340), n-propanol (11
0), isopropanol (300), butanol and the like (the numbers in parentheses represent the above relative evaporation rate index values) when mixed with a solvent having the above relative evaporation rate index of 40 or less, It is preferable that 50% by volume of the solvent having a relative evaporation rate index of 40 or less is contained in the entire solvent.

【0014】本発明の被膜形成用組成物は、次のように
して調製する。所定量のジルコニウムアルコキシド、β
−ケトエステル化合物およびβ−ジケトン化合物を、有
機溶媒に20〜80重量%の濃度になるように加えて室
温で1〜5時間攪拌する。これにより、ジルコニウムア
ルコキシドキレート化物を含む被膜形成用組成物が得ら
れる。
The film forming composition of the present invention is prepared as follows. Predetermined amount of zirconium alkoxide, β
-The ketoester compound and the β-diketone compound are added to the organic solvent so as to have a concentration of 20 to 80% by weight and stirred at room temperature for 1 to 5 hours. As a result, a film-forming composition containing a zirconium alkoxide chelate is obtained.

【0015】被膜形成用組成物中にジルコニウムアルコ
キシドのキレート化物のほかに、珪素、チタン、セリウ
ム、亜鉛などの酸化物の原料となる組成物を含有させる
場合、例えば有機シリコン化合物を含有させる場合は、
アルコキシシランおよび酸触媒を有機溶媒に順次加え
て、室温で1〜5時間攪拌してアルコキシシランを部分
加水分解させた溶液を得た後、これに、有機溶媒、ジル
コニウムアルコキシド、β−ケトエステル化合物および
β−ジケトン化合物を加えて室温で1〜5時間攪拌する
ことにより、ジルコニウムアルコキシドキレート化物お
よびアルコキシシラン加水分解物を含む被膜形成用組成
物が得られる。
In the case where the composition for forming a film contains a chelate of zirconium alkoxide, a composition as a raw material for oxides of silicon, titanium, cerium, zinc, etc., for example, when an organic silicon compound is contained. ,
The alkoxysilane and the acid catalyst were sequentially added to an organic solvent and stirred at room temperature for 1 to 5 hours to obtain a solution in which the alkoxysilane was partially hydrolyzed, and then the organic solvent, zirconium alkoxide, β-ketoester compound and By adding the β-diketone compound and stirring at room temperature for 1 to 5 hours, a film-forming composition containing a zirconium alkoxide chelate and an alkoxysilane hydrolyzate can be obtained.

【0016】コーティング方法としては、特に限定され
るものではないが、例えば、スピンコート法、ディップ
コート法、スプレーコート法、印刷法等が挙げられる。
特に、グラビアコート法、フレキソ印刷法、ロールコー
ト法、スクリーン印刷法などの印刷法は、生産性が高く
コーティング液組成物の使用効率が良いので好適であ
る。
The coating method is not particularly limited, but examples thereof include a spin coating method, a dip coating method, a spray coating method and a printing method.
In particular, printing methods such as a gravure coating method, a flexographic printing method, a roll coating method, and a screen printing method are preferable because they have high productivity and high use efficiency of the coating liquid composition.

【0017】本発明の被膜形成用組成物は、上記コーテ
ィング法により基板上に塗布され、その後、酸化性雰囲
気中で100〜300℃の温度で5〜200分乾燥した
後、500〜700℃以上の温度で10秒〜5分間焼成
することにより、厚みが20〜200nmの、ジルコニ
アを含む酸化物の薄膜が製造される。
The composition for forming a film of the present invention is applied onto a substrate by the above-mentioned coating method, then dried in an oxidizing atmosphere at a temperature of 100 to 300 ° C. for 5 to 200 minutes, and then 500 to 700 ° C. or higher. By firing at a temperature of 10 seconds to 5 minutes, a thin film of an oxide containing zirconia having a thickness of 20 to 200 nm is manufactured.

【0018】以下に、本発明で用いられるジルコニウム
化合物の作用について述べる。本発明で用いられるジル
コニウム化合物は水に対する安定性に優れ、一方、有機
溶媒に対する溶解性に優れている。この理由は、推定の
域を出ないが次のように説明できる。ジルコニウムアル
コキシドのキレート化剤として用いているβ−ジケトン
化合物は、アセチルアセトンを例にとると、以下に示す
ようなケト形とエノール形の平衡混合物として溶液中で
存在している。 CH3COCH2COCH3(ケト形) CH3COCH=C(OH)CH3(エノール形)
The action of the zirconium compound used in the present invention will be described below. The zirconium compound used in the present invention has excellent stability in water, while exhibiting excellent solubility in organic solvents. The reason for this can be explained as follows, though it is beyond the scope of estimation. The β-diketone compound used as a chelating agent for zirconium alkoxide is present in the solution as an equilibrium mixture of keto form and enol form as shown below, taking acetylacetone as an example. CH 3 COCH 2 COCH 3 (keto form) CH 3 COCH = C (OH) CH 3 (enol form)

【0019】有機溶媒中のような中性条件下では、アセ
チルアセトンの場合70%がエノール型として存在して
いることが知られている。このエノール形は金属イオン
と強く結合し、キレート錯体を形成し、加水分解反応を
抑制する。これに対しβ−ケトエステル化合物の場合
は、アセト酢酸エチルを例にとると、以下のようにアセ
チルアセトンの場合と同様に平衡混合物が存在するが、
エノール形はわずか約8%しか存在しない。 CH3COCH2COOCH2CH3(ケト形) CH3C(OH)=CHCOOCH2CH3(エノール
形)
Under neutral conditions such as in an organic solvent, it is known that 70% of acetylacetone exists in the enol form. This enol form strongly binds with metal ions to form a chelate complex and suppresses the hydrolysis reaction. On the other hand, in the case of the β-ketoester compound, when ethyl acetoacetate is taken as an example, an equilibrium mixture exists as in the case of acetylacetone as follows,
Only about 8% of the enol form is present. CH 3 COCH 2 COOCH 2 CH 3 (keto form) CH 3 C (OH) = CHCOOCH 2 CH 3 (enol form)

【0020】従って、アセト酢酸エチルに比してアセチ
ルアセトンの方が、安定な金属キレート錯体を形成す
る。一方、アセト酢酸エチルのようなβ−ケトエステル
化合物は、おそらく、それが疎水性のエチル基その他の
アルキル基、フェニル基を有していることに起因して、
有機溶媒に対して高い溶解性を有する。β−ケト(アル
キル)エステル化合物は、一般的に有機溶媒に対して親
和性の大きいアルキル基を有するため、溶解性が大き
い。このような理由で本発明で用いられるジルコニウム
化合物は水に対する安定性に優れ、有機溶媒に対する溶
解性に優れていると説明される。
Therefore, acetylacetone forms a more stable metal chelate complex than ethyl acetoacetate. On the other hand, a β-ketoester compound such as ethyl acetoacetate probably has a hydrophobic ethyl group or other alkyl group or phenyl group,
It has high solubility in organic solvents. The β-keto (alkyl) ester compound generally has an alkyl group having a high affinity for an organic solvent, and thus has a high solubility. For these reasons, it is explained that the zirconium compound used in the present invention has excellent stability in water and excellent solubility in organic solvents.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を挙げて説
明するが、本発明はこれらによって限定されるものでは
ない。 実施例1 エチルセロソルブ75.0g、テトラエトキシシランの
多量体(単量体〜6量体の混合物、コルコート社製、商
品名「エチルシリケート40」)67.0g、濃度が
0.1mol/lの塩酸8.0gを順次加えて室温で2
時間攪拌した。反応終了後、室温に冷却した後、エチル
セロソルブ437.4g、アセト酢酸エチル77.3
g、アセチルアセトン59.3g、テトラn−ブトキシ
ジルコニウム276.0gを加えて2時間室温にて攪拌
して、被膜形成用コーティング液組成物とした。この組
成物はSi/Zr=3/4(モル比)で固形分10%で
あり粘度は4cp(25℃)であった。この組成物を4
0℃に保った恒温槽に60日保存したが、なんら変化は
無かった。また室温でコーティング液組成物10gに純
水を1gずつ加えていき、水に対する安定性を評価した
ところ、8g加えてもゲル化は観測されなかった。$グ
ラビアコート法により、3.4mm厚みのソーダライム
ガラス板上に、前記組成物(調製後10日経過のもの)
を相対湿度70%の雰囲気中でコーティングした。組成
物はコーティング後に良いレベリング性を示し、コーテ
ィング後1分以内に外観上、平滑で均一な膜となった。
260℃で120分乾燥後、コーティング膜付ガラスを
720℃の電気炉に2分間入れて焼成を行った。電気炉
中のガラスの最高到達温度は610℃であった。焼成後
のシリカ−ジルコニア層の厚みは70nmであり、ヘー
ズ率は0.1%で白化のない透明性に優れた光反射性能
を有するコーティング膜付ガラスが得られた。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto. Example 1 Ethyl cellosolve 75.0 g, tetraethoxysilane multimer (mixture of monomer to hexamer, Colcoat Co., trade name "ethyl silicate 40") 67.0 g, concentration 0.1 mol / l Add 8.0 g of hydrochloric acid in sequence and add 2 at room temperature.
Stir for hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature, then ethyl cellosolve 437.4 g, ethyl acetoacetate 77.3.
g, 59.3 g of acetylacetone and 276.0 g of tetra-n-butoxyzirconium were added and stirred at room temperature for 2 hours to obtain a coating liquid composition for forming a film. This composition had Si / Zr = 3/4 (molar ratio), a solid content of 10%, and a viscosity of 4 cp (25 ° C.). 4 of this composition
It was stored for 60 days in a constant temperature bath kept at 0 ° C, but there was no change. Furthermore, when 1 g of pure water was added to 10 g of the coating liquid composition at room temperature and the stability against water was evaluated, gelation was not observed even when 8 g was added. $ The composition (10 days after preparation) on a 3.4 mm thick soda lime glass plate by the gravure coating method
Was coated in an atmosphere of 70% relative humidity. The composition showed a good leveling property after coating, and became a smooth and uniform film within 1 minute after coating.
After drying at 260 ° C. for 120 minutes, the glass with a coating film was put in an electric furnace at 720 ° C. for 2 minutes to be baked. The highest temperature of glass in the electric furnace was 610 ° C. The thickness of the silica-zirconia layer after firing was 70 nm, the haze ratio was 0.1%, and glass with a coating film having excellent light reflection performance with excellent transparency without whitening was obtained.

【0022】実施例2 実施例1におけるアセト酢酸エチルのかわりにアセト酢
酸メチルを用いた以外は、同様にしてコーティング液組
成物を作製した。固形分10%であり粘度は4cpであ
った。この組成物を40℃にした恒温槽に60日保存し
たが、外観上変化がなかった。また室温でコーティング
液組成物10gに純水を1gずつ加えていき、水に対す
る安定性を評価したところ、8g加えてもゲル化は観測
されなかった。
Example 2 A coating liquid composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that methyl acetoacetate was used instead of ethyl acetoacetate. The solid content was 10% and the viscosity was 4 cp. This composition was stored for 60 days in a thermostat kept at 40 ° C., but there was no change in appearance. Furthermore, when 1 g of pure water was added to 10 g of the coating liquid composition at room temperature and the stability against water was evaluated, gelation was not observed even when 8 g was added.

【0023】グラビアコート法により、3.4mm厚み
のソーダライムガラス上に前記組成物(調製後10日経
過のもの)を相対湿度70%の雰囲気中でコーティング
した。組成物はコーティング後に良いレベリング性を示
し、コーティング後1分以内に外観上、平滑で均一な膜
となった。260℃で120分乾燥後、コーティング膜
付ガラスを720℃の電気炉に2分間入れて焼成を行っ
た。電気炉中のガラスの最高到達温度は610℃であっ
た。焼成後のシリカ−ジルコニア層の厚みは70nmで
あり、ヘーズ率は0.1%で白化のない透明性に優れた
コーティング膜付ガラスが得られた。
The composition (10 days after preparation) was coated on a 3.4 mm thick soda lime glass by an gravure coating method in an atmosphere of 70% relative humidity. The composition showed a good leveling property after coating, and became a smooth and uniform film within 1 minute after coating. After drying at 260 ° C. for 120 minutes, the glass with a coating film was put in an electric furnace at 720 ° C. for 2 minutes to be baked. The highest temperature of glass in the electric furnace was 610 ° C. The thickness of the silica-zirconia layer after firing was 70 nm, the haze ratio was 0.1%, and glass with a coating film having excellent transparency without whitening was obtained.

【0024】実施例3 実施例1におけるテトラn−ブトキシジルコニウムのか
わりにテトラn−プロポキシジルコニウムを用いた以外
は、同様にしてコーティング液組成物を作製した。固形
分10%であり粘度は4cpであった。この組成物を4
0℃にした恒温槽に60日保存したが、外観上変化がな
かった。また室温でコーティング液組成物10gに純水
を1gずつ加えていき、水に対する安定性を評価したと
ころ、8g加えてもゲル化は観測されなかった。
Example 3 A coating liquid composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that tetra n-propoxy zirconium was used instead of tetra n-butoxy zirconium. The solid content was 10% and the viscosity was 4 cp. 4 of this composition
It was stored for 60 days in a constant temperature bath kept at 0 ° C., but there was no change in appearance. Furthermore, when 1 g of pure water was added to 10 g of the coating liquid composition at room temperature and the stability against water was evaluated, gelation was not observed even when 8 g was added.

【0025】グラビアコーティング法により、3.4m
m厚みのソーダライムガラス上に前記組成物(調製後1
0日経過のもの)を相対湿度70%の雰囲気中でコーテ
ィングした。組成物はコーティング直後は刷毛目様のス
ジ状未乾燥塗膜表面となったが、時間の経過とともに良
いレベリング性を示し、コーティング後1分以内に外観
上、平滑で均一な膜となった。260℃で120分乾燥
後、コーティング膜付ガラスを720℃の電気炉に2分
間入れて焼成を行った。電気炉中のガラスの最高到達温
度は610℃であった。焼成後のシリカ−ジルコニア層
の厚みは70nmであり、ヘーズ率は0.1%で白化の
ない透明性に優れたコーティング膜付ガラスが得られ
た。
3.4m by gravure coating method
m composition of soda lime glass
0 day old) was coated in an atmosphere of 70% relative humidity. The composition had a brush-like streak-like undried coating film surface immediately after coating, but showed good leveling property with the passage of time, and became a smooth and uniform film within 1 minute after coating. After drying at 260 ° C. for 120 minutes, the glass with a coating film was put in an electric furnace at 720 ° C. for 2 minutes to be baked. The highest temperature of glass in the electric furnace was 610 ° C. The thickness of the silica-zirconia layer after firing was 70 nm, the haze ratio was 0.1%, and glass with a coating film having excellent transparency without whitening was obtained.

【0026】比較例1 エチルセロソルブ75.0g、テトラエトキシシランの
多量体(コルコート社製、商品名「エチルシリケート4
0」)67.0g、濃度が0.1mol/lの塩酸8.
0gを順次加えて室温で2時間攪拌した。反応終了後、
室温に冷却したあとエチルセロソルブ419.4g、ア
セト酢酸エチル154.6g、テトラn−ブトキシジル
コニウム276.0gを加えて2時間室温にて攪拌し
て、被膜形成用コーティング液組成物とした。この組成
物はSi/Zr=3/4(モル比)で固形分10%であ
り粘度は4cp(25℃)であった。室温でコーティン
グ液組成物10gに純水を1gずつ加えていき、水に対
する安定性を評価したところ、1g加えた時点で沈殿物
を生じ3g加えた時点で完全にゲル化した。
Comparative Example 1 75.0 g of ethyl cellosolve and a polymer of tetraethoxysilane (trade name "Ethyl Silicate 4 manufactured by Colcoat Co., Ltd.
0 ") 67.0 g, 0.1 mol / l concentration of hydrochloric acid 8.
0 g was sequentially added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. After the reaction,
After cooling to room temperature, 419.4 g of ethyl cellosolve, 154.6 g of ethyl acetoacetate, and 276.0 g of tetra-n-butoxyzirconium were added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours to obtain a coating liquid composition for forming a film. This composition had Si / Zr = 3/4 (molar ratio), a solid content of 10%, and a viscosity of 4 cp (25 ° C.). 1 g of pure water was added to 10 g of the coating liquid composition at room temperature, and the stability against water was evaluated. When 1 g was added, a precipitate was formed, and when 3 g was added, a gel was completely formed.

【0027】グラビアコート法により、3.4mm厚み
のソーダライムガラス上に前記組成物(調製後10日経
過のもの)を相対湿度70%の雰囲気中でコーティング
した。組成物はコーティング後5分以上経過しても外観
上、平滑で均一な塗膜とならずスジが残った。260℃
で120分乾燥後、コーティング膜付ガラスを720℃
の電気炉に2分間入れて焼成を行った。電気炉中のガラ
スの最高到達温度は610℃であった。焼成後のシリカ
−ジルコニア層の厚みは70nmであり、スジ部分に白
化が生じ、透明性に劣ったコーティング膜付ガラスが得
られた。
The composition (10 days after preparation) was coated on a 3.4 mm thick soda lime glass by an gravure coating method in an atmosphere of 70% relative humidity. The composition did not form a smooth and uniform coating film even after 5 minutes or more after coating, and streaks remained. 260 ° C
After drying for 120 minutes, the coated glass is heated to 720 ° C.
It was put in the electric furnace for 2 minutes and baked. The highest temperature of glass in the electric furnace was 610 ° C. The thickness of the silica-zirconia layer after firing was 70 nm, whitening occurred in the streak portion, and glass with a coating film having poor transparency was obtained.

【0028】比較例2 ジルコニウムテトラブトキシド115gをエチルセロソ
ルブ200gに溶解した溶液にアセチルアセトン60g
を添加して、ジルコニウムテトラブトキシドをアセチル
アセトンによりキレート化したが、エチルセロソルブに
対する溶解性が不十分であるため、沈殿物を生じた。
Comparative Example 2 A solution of 115 g of zirconium tetrabutoxide dissolved in 200 g of ethyl cellosolve was added with 60 g of acetylacetone.
Was added to chelate zirconium tetrabutoxide with acetylacetone, but a precipitate was formed due to insufficient solubility in ethyl cellosolve.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、水に対し
て安定で保存安定性に優れた被膜組成物が得られ、コー
ティング時の白化も無い優れた被膜を形成することがで
きる。
As described above, according to the present invention, a coating composition that is stable in water and has excellent storage stability can be obtained, and an excellent coating that does not cause whitening during coating can be formed.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ジルコニウムアルコキシドをβ−ケトエ
ステル化合物およびβ−ジケトン化合物でキレート化し
たジルコニウムアルコキシドキレート化物を含有する被
膜形成用組成物。
1. A film-forming composition containing a zirconium alkoxide chelate obtained by chelating zirconium alkoxide with a β-ketoester compound and a β-diketone compound.
【請求項2】 前記ジルコニウムアルコキシドとβ−ケ
トエステル化合物とβ−ジケトン化合物のモル比を(ジ
ルコニウムアルコキシド):(β−ケトエステル化合
物):(β−ジケトン化合物)=x:y:z で表したと
き、 1≦y/x≦3,1≦z/x≦3の範囲にある請求項1
記載の被膜形成用組成物。
2. When the molar ratio of the zirconium alkoxide, the β-ketoester compound and the β-diketone compound is represented by (zirconium alkoxide) :( β-ketoester compound) :( β-diketone compound) = x: y: z , 1 ≦ y / x ≦ 3, 1 ≦ z / x ≦ 3.
The film-forming composition as described above.
【請求項3】 前記β−ケトエステル化合物がアセト酢
酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸プロピル、ま
たはアセト酢酸ブチルである請求項1記載の被膜形成用
組成物。
3. The film-forming composition according to claim 1, wherein the β-ketoester compound is methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, propyl acetoacetate, or butyl acetoacetate.
【請求項4】 前記β−ジケトン化合物がアセチルアセ
トンである請求項1記載の被膜形成用組成物。
4. The film-forming composition according to claim 1, wherein the β-diketone compound is acetylacetone.
【請求項5】 前記ジルコニウムアルコキシドがジルコ
ニウムテトラアルコキシドである請求項1記載の被膜形
成用組成物。
5. The film-forming composition according to claim 1, wherein the zirconium alkoxide is zirconium tetraalkoxide.
【請求項6】 前記ジルコニウムアルコキシドキレート
化物の他に有機シリコン化合物を含有する請求項1記載
の被膜形成用組成物。
6. The film-forming composition according to claim 1, which contains an organosilicon compound in addition to the zirconium alkoxide chelate.
【請求項7】 前記有機シリコン化合物と前記ジルコニ
ウムアルコキシドとを、珪素とジルコニウムのモル比S
i/Zrで表して、0.2〜2の割合で含有する請求項
6記載の被膜形成用組成物。
7. The organosilicon compound and the zirconium alkoxide are added in a molar ratio S of silicon and zirconium.
The composition for forming a coating film according to claim 6, which is contained in a ratio of 0.2 to 2 expressed by i / Zr.
【請求項8】 前記有機シリコン化合物は、シリコンア
ルコキシドである請求項6記載の紫外線吸収被膜形成用
中間層組成物。
8. The intermediate layer composition for forming an ultraviolet absorbing film according to claim 6, wherein the organic silicon compound is a silicon alkoxide.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100343418C (en) * 2002-08-08 2007-10-17 三菱麻铁里亚尔株式会社 Organic zirconium composite material, its synthetic process, stock solution contg same, and method of froming lead zirconate titanate membrane
JP2008111011A (en) * 2006-10-30 2008-05-15 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Coating liquid for forming hydrophilic membrane and method for forming hydrophilic membrane
JP2014040367A (en) * 2008-02-06 2014-03-06 Nippon Electric Glass Co Ltd Glass article
WO2019060875A1 (en) * 2017-09-25 2019-03-28 The Sherwin-Williams Company Room temperature cure zirconate-silica sol-gel pretreatment for metal substrates

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100343418C (en) * 2002-08-08 2007-10-17 三菱麻铁里亚尔株式会社 Organic zirconium composite material, its synthetic process, stock solution contg same, and method of froming lead zirconate titanate membrane
JP2008111011A (en) * 2006-10-30 2008-05-15 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Coating liquid for forming hydrophilic membrane and method for forming hydrophilic membrane
JP2014040367A (en) * 2008-02-06 2014-03-06 Nippon Electric Glass Co Ltd Glass article
WO2019060875A1 (en) * 2017-09-25 2019-03-28 The Sherwin-Williams Company Room temperature cure zirconate-silica sol-gel pretreatment for metal substrates
CN111164161A (en) * 2017-09-25 2020-05-15 宣伟公司 Room temperature curing zirconate-silica sol-gel pretreatment for metal substrates
CN111164161B (en) * 2017-09-25 2022-06-17 宣伟公司 Room temperature curing zirconate-silica sol-gel pretreatment for metal substrates

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