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JP2002161262A - Surface-treating agent, method for producing thin film, substrate having thin film and solar battery panel - Google Patents

Surface-treating agent, method for producing thin film, substrate having thin film and solar battery panel

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Publication number
JP2002161262A
JP2002161262A JP2000358588A JP2000358588A JP2002161262A JP 2002161262 A JP2002161262 A JP 2002161262A JP 2000358588 A JP2000358588 A JP 2000358588A JP 2000358588 A JP2000358588 A JP 2000358588A JP 2002161262 A JP2002161262 A JP 2002161262A
Authority
JP
Japan
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thin film
silica
treating agent
substrate
fine particles
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000358588A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Otani
強 大谷
Kazutaka Kamiya
和孝 神谷
Toshifumi Tsujino
敏文 辻野
Masahiro Hirata
昌宏 平田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Sheet Glass Co Ltd filed Critical Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority to JP2000358588A priority Critical patent/JP2002161262A/en
Publication of JP2002161262A publication Critical patent/JP2002161262A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface-treating agent which does not need a thermal baking process at a high temperature when formed into a thin film for modifying the surface of a substrate, to provide a substrate having a thin coating film comprising the surface-treating agent, and to provide a solar battery panel in which a substrate using the thin film as an anti-reflective film is a glass plate. SOLUTION: This surface-treating agent comprises (A) 0.01 to 3 wt.% (converted into silica) of a silicon alkoxide, (B) 0.02 to 1N of an acid, and (C) 0 to 8 wt.% of water.

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】この発明は、ガラス、セラミ
ックス、プラスチックスまたは金属などの基材の表面を
改質する表面処理剤に関する。さらには、この薄膜を反
射防止膜や保護膜として利用した基材および太陽電池パ
ネルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface treating agent for modifying the surface of a substrate such as glass, ceramics, plastics or metal. Furthermore, the present invention relates to a substrate and a solar cell panel using the thin film as an antireflection film or a protective film.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガラスやプラスチックなどの基材の表面
に薄膜を形成し、基材の耐久性を高めたり、新たな機能
を付与する表面処理技術が種々開発されている。たとえ
ば、車両用や建築用の窓ガラスまたは眼鏡やカメラのレ
ンズの表面には、光の透過率を高め、かつ、反射による
眩惑を防止するために、反射防止膜が形成されている。
また、ソーダライムガラスは水分に接すると、アルカリ
成分が表面に析出してやけ(変色)や反りが生じること
から、その表面には緻密で強固なシリカ薄膜が必要に応
じて施される。
2. Description of the Related Art Various surface treatment techniques have been developed to form a thin film on the surface of a substrate such as glass or plastic to increase the durability of the substrate or to provide new functions. For example, an anti-reflection film is formed on the surface of a window glass for vehicles or buildings, or on the surface of lenses of glasses or cameras in order to increase light transmittance and prevent glare due to reflection.
In addition, when soda lime glass comes into contact with moisture, an alkaline component precipitates on the surface, causing burn (discoloration) and warpage. Therefore, a dense and strong silica thin film is applied to the surface as necessary.

【0003】ところで、反射防止膜には、2層以上の薄
膜を積層し光の干渉作用を利用して反射率を低減する技
術が知られており、たとえば特開平4−357134号
公報や特開平4−357135号公報にそのような構成
の反射防止膜が記載されている。また、反射防止膜の表
面に凹凸を設けることにより光を散乱させ、反射率を低
減する技術も公知であり、このような技術は特開昭63
−193101号公報や特願平11−352970号に
記載されている。
[0003] By the way, a technique of laminating two or more thin films as an antireflection film and reducing the reflectance by utilizing the interference effect of light is known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-357134 and 4-357134. JP-A-4-357135 discloses an antireflection film having such a configuration. In addition, a technique of scattering light by providing irregularities on the surface of an antireflection film to reduce the reflectance is also known.
No. 193101 and Japanese Patent Application No. 11-352970.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、2層以
上の薄膜を積層する場合、干渉条件を満たすように膜厚
を厳密に制御しなければならず、また薄膜成形に複数の
工程が必要となることから、その製造コストが高くな
る。また、薄膜自体の表面を凹凸に成形する技術では、
薄膜を成形する際に500〜600℃程度で焼成する必
要があり、同様に製造コストが高くなる。さらに、耐熱
性の低い基材たとえばプラスチックなどの樹脂基板に
は、この技術は利用できなかった。
However, when laminating two or more thin films, the film thickness must be strictly controlled so as to satisfy the interference condition, and a plurality of steps are required for forming the thin film. Therefore, the manufacturing cost increases. Also, in the technology of forming the surface of the thin film itself into irregularities,
When forming a thin film, it is necessary to bake it at about 500 to 600 ° C., which similarly increases the manufacturing cost. Further, this technique cannot be used for a substrate having low heat resistance, for example, a resin substrate such as plastic.

【0005】この発明は、このような問題点に着目して
なされたものである。その目的とするところは、基材の
表面を改質するための薄膜を形成するに際して、高温で
の加熱焼成を必要としない表面処理剤およびその処理剤
からなる薄膜を備えた基材を提供することにある。さら
には、ガラス板上に形成されたこの薄膜を反射防止膜と
して利用する太陽電池パネルを提供することにある。
The present invention has been made in view of such a problem. It is an object of the present invention to provide a surface treatment agent that does not require high-temperature heating and sintering when forming a thin film for modifying the surface of a substrate, and a substrate provided with a thin film made of the treatment agent. It is in. Another object of the present invention is to provide a solar cell panel using the thin film formed on a glass plate as an antireflection film.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に記載の表面処理剤は、(A)シリコン
アルコキシド(シリカ換算):0.01〜3重量%、
(B)酸:0.02〜1Nおよび(C)水:0〜8重量
%を含有するものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the surface treating agent according to claim 1 comprises (A) a silicon alkoxide (in terms of silica): 0.01 to 3% by weight;
(B) acid: 0.02 to 1N and (C) water: 0 to 8% by weight.

【0007】請求項2に記載の発明の表面処理剤は、請
求項1の発明において、上記(A)シリコンアルコキシ
ドがテトラメトキシシランまたはテトラエトキシシラン
であり、(B)酸が塩酸であるものである。
A second aspect of the present invention is the surface treating agent according to the first aspect, wherein (A) the silicon alkoxide is tetramethoxysilane or tetraethoxysilane, and (B) the acid is hydrochloric acid. is there.

【0008】請求項3に記載の発明の表面処理剤は、請
求項1または2の発明において、(B)酸の規定度N/
(A)シリコンアルコキシド(シリカ換算)の重量%の
比が0.03以上のものである。
The surface treating agent according to the third aspect of the present invention is the surface treating agent according to the first or second aspect of the present invention, wherein the normality of the acid (B) is N / N.
(A) The ratio by weight of silicon alkoxide (in terms of silica) is 0.03 or more.

【0009】請求項4に記載の発明の表面処理剤は、請
求項1〜3のいずれか1項に記載の発明において、シリ
カ微粒子を含有するものである。
The surface treatment agent of the invention according to claim 4 is the one according to any one of claims 1 to 3, which contains silica fine particles.

【0010】請求項5に記載の発明の薄膜製造方法は、
基材表面に請求項1〜4のいずれか1項に記載の表面処
理剤を塗布し、150℃以下で乾燥させるものである。
[0010] According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a thin film manufacturing method comprising:
The surface treatment agent according to any one of claims 1 to 4 is applied to a surface of a substrate, and dried at 150 ° C or less.

【0011】請求項6に記載の発明の基材は、請求項1
〜4のいずれか1項に記載の表面処理剤からなる薄膜を
備えたものである。
[0011] The base material of the invention according to claim 6 is the base material according to claim 1.
5. A thin film comprising the surface treatment agent according to any one of the above items 4 to 4.

【0012】請求項7に記載の発明の太陽電池パネル
は、請求項6の基材がガラス板であって、それを利用し
たものである。
In the solar cell panel according to the present invention, the base material of the present invention is a glass plate, and utilizes the glass plate.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、詳細に説明する。なお、下記の実施の形態に限定
するものではない。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. In addition, it is not limited to the following embodiment.

【0014】この表面処理剤は、(A)シリコンアルコ
キシド:0.01〜3重量%(シリカ換算)、(B)
酸:0.02〜1Nおよび(C)水:0〜8重量%の濃
度で配合される。この(A)シリコンアルコキシドに
は、一部または全てが加水分解されたものを含み、同様
に(C)水には、(B)酸の溶媒、アルコール溶媒中の
不純物および雰囲気の湿気から混入するものを含む。ま
た、(A)シリコンアルコキシドの含有率は、シリカす
なわち二酸化ケイ素(SiO2)に換算して算出する。
The surface treating agent comprises (A) silicon alkoxide: 0.01 to 3% by weight (in terms of silica), (B)
Acid: 0.02 to 1N and (C) water: 0 to 8% by weight. This (A) silicon alkoxide includes a part or all of which is hydrolyzed. Similarly, (C) water is mixed with (B) an impurity in an acid solvent, an alcohol solvent, and moisture of an atmosphere. Including things. The content of the silicon alkoxide (A) is calculated in terms of silica, ie, silicon dioxide (SiO 2 ).

【0015】表面処理剤は、酸を触媒として、シリコン
アルコキシドと水との間で、下記「化学式1」に示す加
水分解反応を起こす。なお、式中の「R」はアルキル基
を示す。
The surface treating agent causes a hydrolysis reaction represented by the following chemical formula 1 between silicon alkoxide and water using an acid as a catalyst. “R” in the formula represents an alkyl group.

【化1】(-Si-OR) + (H2O) → (-Si-OH) + (ROH)Embedded image (-Si-OR) + (H 2 O) → (-Si-OH) + (ROH)

【0016】さらに、この反応で生成したシラノール基
(-Si-OH)同士が、下記「化学式2」に示す脱水縮合反応
を起こし、その結果シロキサン結合(-Si-O-Si-)が形成
される。
Furthermore, the silanol group formed by this reaction
(-Si-OH) cause a dehydration condensation reaction represented by the following "chemical formula 2", and as a result, a siloxane bond (-Si-O-Si-) is formed.

【化2】 (-Si-OH) + (-Si-OH) → (-Si-O-Si-) + (H2O)Embedded image (-Si-OH) + (-Si-OH) → (-Si-O-Si-) + (H 2 O)

【0017】上記化学式1の加水分解反応および化学式
2の脱水縮合反応は、表面処理剤中のシリコンアルコキ
シド、酸および水の濃度に大きく影響を受ける。シリコ
ンアルコキシドおよび水の濃度が低いほど、化学式1の
加水分解反応が起こり難く、連鎖的に化学式2の脱水縮
合反応も起こり難くなる。一方、シリコンアルコキシド
および水の濃度が高くなりすぎると、化学式1および2
の反応が表面処理剤の調合中または保管中に進行して、
シラノール基の重合体が多数形成されるようになる。そ
の結果、この表面処理剤からなる薄膜は、膜厚が不均一
でムラがあり、基材に対する付着力が弱いものとなる。
この薄膜に従来同様の強度を与えるためには、薄膜を形
成する際に高温加熱を行う必要がある。
The hydrolysis reaction of the above formula 1 and the dehydration condensation reaction of the above formula 2 are greatly affected by the concentrations of silicon alkoxide, acid and water in the surface treating agent. As the concentration of silicon alkoxide and water is lower, the hydrolysis reaction of Formula 1 is less likely to occur, and the dehydration condensation reaction of Formula 2 is less likely to occur in a chain. On the other hand, when the concentrations of silicon alkoxide and water are too high, chemical formulas 1 and 2
Reaction proceeds during preparation or storage of the surface treatment agent,
Many polymers of silanol groups are formed. As a result, the thin film made of this surface treatment agent has a non-uniform thickness and unevenness, and has a weak adhesive force to the substrate.
In order to give the thin film the same strength as before, it is necessary to perform high-temperature heating when forming the thin film.

【0018】(B)酸は、化学式1の加水分解反応と化
学式2の脱水縮合反応とのどちらの場合においても触媒
として機能する。酸の濃度を0.01〜1Nに保つこと
により、触媒活性を必要十分に制御することができる。
酸の濃度が0.01N未満の場合は、触媒作用が実用レ
ベルに達しないため、薄膜の成形の際に高温加熱が必要
となる。一方、1Nを越えると、表面処理剤の調合また
は保管中に反応が進行して、薄膜構成成分の多くがシラ
ノール基の重合体として存在するようになり、上記同様
の問題が生じる。
(B) The acid functions as a catalyst in both the hydrolysis reaction of the chemical formula 1 and the dehydration condensation reaction of the chemical formula 2. By keeping the concentration of the acid at 0.01 to 1N, the catalytic activity can be controlled sufficiently and sufficiently.
When the concentration of the acid is less than 0.01 N, the catalytic action does not reach a practical level, so that high-temperature heating is required when forming the thin film. On the other hand, if it exceeds 1N, the reaction proceeds during the preparation or storage of the surface treatment agent, and most of the components constituting the thin film are present as a polymer of silanol groups, which causes the same problem as described above.

【0019】(A)シリコンアルコキシドの濃度が比較
的高い場合は、(B)酸の濃度も高く保つことが好まし
い。具体的には、(B)の規定度N/(A)の重量%を
0.03以上にすることが好ましい。
When the concentration of (A) silicon alkoxide is relatively high, it is preferable to keep the concentration of (B) acid high. Specifically, it is preferable to set the weight percent of the normality N / (A) of (B) to 0.03 or more.

【0020】(C)水が8重量%を越えて存在する場合
は、表面処理剤の調合および保管中に化学式1の加水分
解反応が起こり易くなり、シラノール基の重合体が大き
く成長してしまう。そのため、上記同様に薄膜の厚さム
ラの問題が生じ易くなる。表面処理剤において、水は化
学式1に関与する必須成分であるが、表面処理剤の調合
の際には意図的に添加する必要はない。水を意図的に添
加しなくても、溶媒に含まれていたり、大気から取り込
まれるからである。また、水は化学式2の反応生成物で
あるため、化学式1の加水分解反応が開始するのに必要
なだけ存在すればよい。したがって、水の含有率は、表
面処理剤の調合において意図的に加える必要はないとい
う意味で0重量%でもよい。
(C) When water is present in excess of 8% by weight, the hydrolysis reaction of the chemical formula 1 tends to occur during the preparation and storage of the surface treating agent, and the silanol group polymer grows greatly. . Therefore, the problem of the thickness unevenness of the thin film is likely to occur similarly to the above. In the surface treating agent, water is an essential component involved in the chemical formula 1, but it is not necessary to intentionally add the water when preparing the surface treating agent. This is because even if water is not intentionally added, it is contained in the solvent or taken in from the atmosphere. In addition, since water is a reaction product of Chemical Formula 2, it is sufficient that water is present as needed to initiate the hydrolysis reaction of Chemical Formula 1. Therefore, the water content may be 0% by weight, meaning that it is not necessary to add intentionally in the preparation of the surface treatment agent.

【0021】(A)シリコンアルコキシドの種類は、と
くに限定されるものではなく、たとえばテトラメトキシ
シラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラ
ンまたはテトラブトキシシランを挙げることができる。
比較的分子量の小さいものは緻密な薄膜を形成し易いの
で、たとえば炭素数が3以下のアルコキシル基を有する
テトラアルコキシシランが好適である。
(A) The type of silicon alkoxide is not particularly limited, and examples thereof include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane and tetrabutoxysilane.
Since those having a relatively small molecular weight can easily form a dense thin film, for example, tetraalkoxysilane having an alkoxyl group having 3 or less carbon atoms is preferable.

【0022】(B)酸の種類は、基材上での薄膜形成に
おいて常温で揮発して薄膜に残らないものが好ましく、
たとえば塩酸、フッ酸、硝酸、酢酸、ギ酸またはトリフ
ルオロ酢酸が挙げられる。なかでも、高い揮発性を有
し、取り扱いが比較的容易な塩酸が好適である。
(B) The type of the acid is preferably one which volatilizes at room temperature and does not remain in the thin film when the thin film is formed on the substrate.
For example, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, nitric acid, acetic acid, formic acid or trifluoroacetic acid can be mentioned. Among them, hydrochloric acid, which has high volatility and is relatively easy to handle, is preferred.

【0023】表面処理剤の溶媒は、とくに限定されるも
のではないが、薄膜形成において加熱を必要としないア
ルコール系溶媒が好ましい。たとえば、メタノール、エ
タノール、1−プロパノール、2−プロパノール、ブチ
ルアルコールまたはアミルアルコールが挙げられる。な
かでも、メタノール、エタノール、1−プロパノールま
たは2−プロパノールのように炭素数が3以下の鎖式飽
和1価アルコールが常温における蒸発速度の点で好適で
ある。
The solvent of the surface treatment agent is not particularly limited, but an alcohol solvent which does not require heating in forming a thin film is preferable. Examples include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, butyl alcohol or amyl alcohol. Among them, chain-type saturated monohydric alcohols having 3 or less carbon atoms, such as methanol, ethanol, 1-propanol and 2-propanol, are suitable in terms of the evaporation rate at room temperature.

【0024】表面処理剤の調合は、まず(A)シリコン
アルコキシド、(B)酸およびアルコールを混合撹拌
し、シリコンアルコキシドを加水分解する。つぎに、こ
の溶液にさらにシリコンアルコキシド、酸およびアルコ
ールを加えて調製する方法が好ましい。
In the preparation of the surface treating agent, (A) silicon alkoxide, (B) acid and alcohol are mixed and stirred to hydrolyze the silicon alkoxide. Next, a method of preparing a solution by further adding a silicon alkoxide, an acid and an alcohol to the solution is preferable.

【0025】表面処理剤を基材に塗布する方法は、とく
に限定されるものではなく、たとえばディップコート、
フローコート、スピンコート、バーコート、ロールコー
ト、スプレーコート、手塗り法または刷毛塗り法など公
知の方法が挙げられる。
The method for applying the surface treating agent to the substrate is not particularly limited, and examples thereof include dip coating,
Known methods such as flow coating, spin coating, bar coating, roll coating, spray coating, hand coating and brush coating are used.

【0026】基材に塗布された表面処理剤は、比表面積
の増大によりアルコール成分が急速に蒸発して、(A)
シリコンアルコキシドおよびその加水分解物の濃度が高
くなる。そのため、抑制されていた化学式1の加水分解
反応および化学式2の脱水縮合反応が堰を切って急激に
進行し、シロキサン結合(-Si-O-Si-)が偏り無く均一に
形成される。その結果、基材の表面は、均一、かつ、緻
密で物理的化学的強度の高いシリカ薄膜で覆われる。そ
して、このシロキサン結合は、溶媒の蒸発と共に完成す
るため、その後の焼成は本質的に不要である。ただし、
(C)水の含有率が高い場合や薄膜の膜厚が比較的厚い
場合には、薄膜の成形速度を速めるため、あるいは表面
処理剤に不揮発性の溶媒や有機性の不純物が含まれてい
る場合には、これらを除去するため、基材の物性に影響
を与えない範囲で加熱焼成してもよい。たとえば、15
0℃程度まで加熱すれば、殆どの有機性不純物を気化さ
せることができる。また、150℃程度であれば、表面
処理剤の塗布面をドライヤーで加熱するだけでよいの
で、耐熱性の低い基材にも適用できる。
In the surface treatment agent applied to the substrate, the alcohol component evaporates rapidly due to the increase in the specific surface area, and (A)
The concentration of silicon alkoxide and its hydrolyzate increases. Therefore, the suppressed hydrolysis reaction of the chemical formula 1 and the dehydration condensation reaction of the chemical formula 2 suddenly progress through the weir, and the siloxane bond (—Si—O—Si—) is uniformly formed without bias. As a result, the surface of the substrate is covered with a uniform, dense, high-physical-chemical strength silica thin film. And since this siloxane bond is completed with the evaporation of the solvent, the subsequent baking is essentially unnecessary. However,
(C) When the content of water is high or the thickness of the thin film is relatively thick, a non-volatile solvent or an organic impurity is contained in the surface treatment agent in order to increase the forming speed of the thin film. In such a case, in order to remove these, heating and firing may be performed within a range that does not affect the physical properties of the base material. For example, 15
By heating to about 0 ° C., most organic impurities can be vaporized. Further, when the temperature is about 150 ° C., it is only necessary to heat the surface to which the surface treating agent is applied with a dryer, so that the present invention can be applied to a substrate having low heat resistance.

【0027】この表面処理剤を用いて形成された薄膜
(以下、単に「シリカ薄膜」と称す)は、シリカを主成
分とするものであり、各種基材の表面保護膜または改質
膜として利用可能である。たとえば、このシリカ薄膜
は、屈折率が1.4〜1.5であり、適宜基材を選択す
れば反射防止膜として機能しうる。
The thin film formed using this surface treating agent (hereinafter, simply referred to as “silica thin film”) contains silica as a main component and is used as a surface protective film or a modified film of various base materials. It is possible. For example, this silica thin film has a refractive index of 1.4 to 1.5, and can function as an antireflection film if a substrate is appropriately selected.

【0028】このシリカ薄膜を反射防止膜として利用す
る場合、その表面に凹凸を設けて、光散乱による反射率
の低減を図ることが好ましい。この表面凹凸の形成方法
は、とくに限定されるものではないが、シリカ薄膜の強
度を低下させず、かつ、その屈折率をさらに低下させる
ものであることが好ましい。具体的には、表面処理剤の
調合において、シリカ微粒子を予め混合する方法が挙げ
られる。すなわち、表面処理剤の調合において、(A)
シリコンアルコキシド、(B)酸およびアルコールを混
合撹拌しシリコンアルコキシドを加水分解する際に、シ
リカ微粒子を添加して共加水分解液を製造する。そし
て、この共加水分解液にさらにシリコンアルコキシド、
酸およびアルコールを加えて調製する方法が好ましい。
このように二段階に分けて表面処理剤を調整することに
より、薄膜の物理的強度が格段に向上することが、本発
明者らの実験により確認されている。なお、「共加水分
解液」とは、シリカ微粒子とシリコンアルコキシドの両
者が共に存在する状態で加水分解している溶液をいう。
この方法によれば、上記シリカ薄膜の形成と同様の方法
で、シリカ薄膜の表面に凹凸を成形することができる。
When this silica thin film is used as an antireflection film, it is preferable to provide unevenness on its surface to reduce the reflectance due to light scattering. The method for forming the surface irregularities is not particularly limited, but it is preferable that the method does not decrease the strength of the silica thin film and further reduces the refractive index thereof. Specifically, in the preparation of the surface treatment agent, a method in which silica fine particles are mixed in advance is exemplified. That is, in the preparation of the surface treatment agent, (A)
When silicon alkoxide, (B) acid and alcohol are mixed and stirred to hydrolyze silicon alkoxide, silica microparticles are added to produce a co-hydrolysis solution. Then, a silicon alkoxide,
A method prepared by adding an acid and an alcohol is preferred.
It has been confirmed by the experiments of the present inventors that the physical strength of the thin film is significantly improved by adjusting the surface treatment agent in two stages as described above. The “co-hydrolysis solution” refers to a solution in which both silica fine particles and silicon alkoxide are hydrolyzed in the presence of both.
According to this method, irregularities can be formed on the surface of the silica thin film in the same manner as in the formation of the silica thin film.

【0029】上記の方法でシリカ薄膜中にシリカ微粒子
を取り込む場合、シリカ微粒子はシラノール基を有する
ことから、表面処理剤中の(A)シリコンアルコキシド
とシロキサン結合を形成する。そのため、シリカ微粒子
は、シリカ薄膜中に強固に固定される。
When the silica fine particles are incorporated into the silica thin film by the above method, since the silica fine particles have a silanol group, a siloxane bond is formed with the silicon alkoxide (A) in the surface treating agent. Therefore, the silica fine particles are firmly fixed in the silica thin film.

【0030】シリカ微粒子としては、たとえばゾルゲル
法によりシリコンアルコキシドをアンモニアなどの塩基
性触媒の存在下で反応させて合成したシリカ微粒子、ケ
イ酸ソーダなどを原料としたコロイダルシリカ、あるい
は気相で合成されるヒュームドシリカなどが挙げられ
る。ただし、シリカ微粒子には、シリカ以外の微量成分
が含まれていてもよい。
As the silica fine particles, for example, silica fine particles synthesized by reacting silicon alkoxide in the presence of a basic catalyst such as ammonia by a sol-gel method, colloidal silica using sodium silicate or the like, or synthesized in the gas phase. Fumed silica. However, the silica fine particles may contain a trace component other than silica.

【0031】シリカ微粒子は、シリカ薄膜中に完全に埋
没してもよいし、薄膜中からその一部が飛び出した状態
でもよい。しかし、シリカ薄膜の屈折率を低減させるた
めには、シリカ微粒子はその一部がシリカ薄膜から飛び
出した状態であることが好ましい。この状態ではシリカ
微粒子間に間隙が生じ、この間隙がシリカ薄膜の見かけ
上の屈折率を低下させ、反射防止効果が一層高まるから
である。なお、シリカ微粒子の粒径の1/4以上がシリ
カ薄膜中に埋没していれば、シリカ微粒子が不用意に脱
落することはない。また、この状態であれば、シリカ薄
膜の対摩耗性が向上する。これは、摩擦体がまず突出し
たシリカ微粒子と接触するため、大きな摩擦力が掛かっ
てもシリカ微粒子だけが剥離して、シリカ薄膜は依然と
して残存できるからである。たとえば、本発明者らは、
シリカ微粒子が粒径の半分だけ飛び出したシリカ薄膜を
ガラス板上に形成し、これをワイパーブレードで10日
間摩擦するの耐摩耗性試験を行ったことがあるが、この
試験終了後にもシリカ薄膜は殆どそのまま残存してい
た。なお、シリカ微粒子の代わりに、フッ化マグネシウ
ムを用いても、同様の機能が発揮される。
The silica fine particles may be completely buried in the silica thin film, or may be in a state in which a part thereof is protruded from the thin film. However, in order to reduce the refractive index of the silica thin film, it is preferable that a part of the silica fine particles protrude from the silica thin film. In this state, gaps are formed between the silica fine particles, and the gaps reduce the apparent refractive index of the silica thin film, and the antireflection effect is further enhanced. In addition, if at least 1/4 of the particle diameter of the silica fine particles is buried in the silica thin film, the silica fine particles will not fall off carelessly. In this state, the abrasion resistance of the silica thin film is improved. This is because the friction body first comes into contact with the protruding silica fine particles, so that even when a large frictional force is applied, only the silica fine particles are peeled off, and the silica thin film can still remain. For example, we have:
A silica thin film in which the silica fine particles protruded by half of the particle size was formed on a glass plate, and a wear resistance test was performed in which the silica thin film was rubbed with a wiper blade for 10 days. It almost remained. It should be noted that a similar function is exhibited even when magnesium fluoride is used instead of the silica fine particles.

【0032】また、シリカ薄膜の内部に孔隙を形成する
ことにより、見かけ上の屈折率を低下させることができ
る。しかし、孔隙率が高くなりすぎると、シリカ薄膜の
物理的化学的強度が低下するため、その孔隙率は20体
積%以下、さらには10体積%以下であることが好まし
い。この内部孔隙の形成方法は、とくに限定されるもの
ではなく、つぎの方法を例示することができる。すなわ
ち、表面処理剤中にシリカ薄膜と物理的または化学的性
質の異なる微粒子を予め配合し、上述のシリカ薄膜の形
成方法によりシリカ薄膜を成形する。そして、シリカ薄
膜中に内在する性質の異なる微粒子を、加熱気化または
薬剤を用いて溶出させる。
Further, by forming pores inside the silica thin film, the apparent refractive index can be reduced. However, if the porosity is too high, the physical and chemical strength of the silica thin film is reduced. Therefore, the porosity is preferably 20% by volume or less, more preferably 10% by volume or less. The method for forming the internal pores is not particularly limited, and the following methods can be exemplified. That is, fine particles having physical or chemical properties different from those of the silica thin film are previously blended in the surface treatment agent, and the silica thin film is formed by the above-described method of forming a silica thin film. Then, fine particles having different properties existing in the silica thin film are eluted by heating or vaporizing or using a chemical.

【0033】シリカ薄膜の内部に孔隙を形成する場合
は、さらに上述のようにシリカ微粒子を用いてもよい。
この場合、シリカ微粒子の粒径により、シリカ薄膜の反
射率が経時的に大きく変化することがある。たとえば、
シリカ微粒子の粒径が小さい場合、粒子間の隙間が小さ
くなるため、毛管力が増し汚れが取れ難くなる。また、
この小さな隙間に空気中の水分や有機物が徐々に堆積し
て、シリカ薄膜の屈折率が徐々に上昇する。このような
経時的性能劣化現象は、シリカ微粒子の粒径が小さいほ
ど起こり易い。本発明者らの多くの実験から得られた知
見によれば、前記経時的性能劣化を防止するためには、
シリカ微粒子の平均粒径は10nm以上が、さらには20
nm以上が好ましい。一方、シリカ微粒子の粒径が大きす
ぎると、基材およびシリカ薄膜との密着性が低下する。
このため、シリカ微粒子の平均粒径は1,000nm以下
が好ましい。
When pores are formed inside the silica thin film, fine silica particles may be used as described above.
In this case, the reflectance of the silica thin film may change significantly with time depending on the particle size of the silica fine particles. For example,
When the particle size of the silica fine particles is small, the gap between the particles becomes small, so that the capillary force increases and it becomes difficult to remove dirt. Also,
Moisture and organic matter in the air gradually accumulate in these small gaps, and the refractive index of the silica thin film gradually increases. Such a performance deterioration phenomenon with time is more likely to occur as the particle size of the silica fine particles is smaller. According to the knowledge obtained from many experiments of the present inventors, in order to prevent the performance degradation over time,
The average particle size of the silica fine particles is 10 nm or more,
nm or more is preferred. On the other hand, if the particle size of the silica fine particles is too large, the adhesion between the substrate and the silica thin film decreases.
Therefore, the average particle size of the silica fine particles is preferably 1,000 nm or less.

【0034】シリカ薄膜の内部に孔隙を設け、かつ、シ
リカ微粒子を配合する場合、シリカ薄膜(シリカ微粒子
含む)においてシリカ微粒子の含有率は50〜85重量
%が好ましい。シリカ微粒子が少なすぎる場合は、シリ
カ微粒子が完全に埋没して覆い尽くされ、シリカ薄膜の
表面に凹凸が形成され難くなる。また、シリカ微粒子間
の間隙がなくなり、この間隙に基づく見かけ上の屈折率
の低下が生じなくなる。一方、シリカ微粒子が多すぎる
と、シリカ薄膜の一体性が損なわれる。
When pores are provided inside the silica thin film and silica fine particles are blended, the content of the silica fine particles in the silica thin film (including the silica fine particles) is preferably 50 to 85% by weight. If the amount of the silica fine particles is too small, the silica fine particles are completely buried and covered, making it difficult to form irregularities on the surface of the silica thin film. In addition, there is no gap between the silica fine particles, and the apparent decrease in the refractive index based on this gap does not occur. On the other hand, if the amount of the silica fine particles is too large, the integrity of the silica thin film is impaired.

【0035】なお、このシリカ薄膜上にさらに加水分解
可能な基もしくは機能性官能基を有するオルガノシラン
またはその加水分解物(部分加水分解物を含む)からな
る被膜を成形してもよい。このオーバーコート被膜を成
形することにより、シリカ薄膜に撥水、撥油、防曇、防
汚、低摩擦抵抗または反射防止などの機能を付与するこ
とができる。
Incidentally, a coating made of an organosilane having a hydrolyzable group or a functional functional group or a hydrolyzate thereof (including a partial hydrolyzate) may be formed on the silica thin film. By forming the overcoat film, functions such as water repellency, oil repellency, antifogging, antifouling, low friction resistance, and antireflection can be imparted to the silica thin film.

【0036】この基材の種類は、とくに限定されるもの
ではなく、反射防止膜や表面保護膜を必要とする全ての
基材が利用可能である。たとえば、ガラス、セラミック
ス、金属またはプラスチックスなどである。
The type of the substrate is not particularly limited, and any substrate requiring an antireflection film or a surface protective film can be used. For example, glass, ceramics, metal or plastics.

【0037】この表面処理剤を使用すれば、シリカ薄膜
の成形に高温加熱が不要となることから、従来シリカ薄
膜を簡便に成形することができなかった耐熱性の低いプ
ラスチックにも利用できる。また、ガラス板にこのシリ
カ薄膜が形成されれば、ガラス板とシリカ薄膜とがシロ
キサン結合することから、シリカ薄膜の付着強度が極め
て高くなる。
When this surface treatment agent is used, high-temperature heating is not required for forming the silica thin film, and therefore, it can also be used for plastics having low heat resistance, in which the silica thin film could not be easily formed conventionally. Further, if this silica thin film is formed on a glass plate, the glass plate and the silica thin film are siloxane-bonded, so that the adhesion strength of the silica thin film becomes extremely high.

【0038】このシリカ薄膜を備えた基材は、反射防止
膜または表面保護膜を備えることから、その機能を必要
とされる各用途で有効に利用される。近年では、エネル
ギー問題の顕在化から太陽電池が盛んに製造されてお
り、このシリカ薄膜を備えたガラス板は太陽電池パネル
に利用することができる。太陽電池パネルに利用した場
合、シリカ薄膜は、反射防止膜として機能し、光電変換
層により多くの太陽光を導くことができる。また、シリ
カ薄膜に凹凸が形成されていると、光散乱によるいわゆ
る光閉じ込め効果も得られる。
Since the substrate provided with the silica thin film is provided with an antireflection film or a surface protection film, it can be effectively used in various applications requiring its function. In recent years, solar cells have been actively manufactured due to the emergence of energy problems, and a glass plate having this silica thin film can be used for a solar cell panel. When used for a solar cell panel, the silica thin film functions as an anti-reflection film, and can guide more sunlight to the photoelectric conversion layer. In addition, when the silica thin film has irregularities, a so-called light confinement effect by light scattering can be obtained.

【0039】[0039]

【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに具体
的に説明する。 (実施例1)エタノール(ナカライテスト製)37.1
3gにテトラエトキシシラン(関東化学製)5.2g、
濃塩酸(35重量% 関東化学製)1gおよびシリカ微
粒子含有水分散液(微粒子15重量% 微粒子径110
nmの球体粒子 日本触媒製シーホスターKE−W10)
56.67gを混合し、室温で24時間攪拌して共加水
分解液を作製した。そして、この共加水分解液3g、エ
タノール(ナカライテスト製)94gおよび濃塩酸(3
7重量%、関東化学製)3gを混合して表面処理剤を製
造した。この表面処理剤について、テトラエトキシシラ
ン(シリカ換算)、塩酸および水の濃度、塩酸の規定度
Nをテトラエトキシシラン(シリカ換算)の重量%で割
った値、ならびにシリカ薄膜におけるシリカ微粒子の含
有率(シリカ微粒子/テトラエトキシシラン(シリカ換
算)の重量比)を下記「表1」に示した。洗浄したソー
ダ石灰ケイ酸塩ガラス板(150×150mm)上に、湿
度30%、室温下で上記表面処理剤をフローコート法に
て塗布し、室温で乾燥させ、シリカ微粒子を含有するシ
リカ薄膜を成形した。このシリカ薄膜に関し、まず反射
率(光波長400〜800nmの平均値)をJIS R3
106の方法で測定し、つづけてテーバー摩耗試験によ
り膜強度の評価を行った。この結果を、下記「表1」に
併せて記載する。なお、テーバー摩耗試験は、JIS−
R3221に準じて、CS−10Fの回転ホイールを使
用し、2.5Nで50回転後のシリカ薄膜の有無で評価
した。シリカ薄膜が残存している場合を○、残存の確認
ができない場合を×とした。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. (Example 1) Ethanol (manufactured by Nakarai Test) 37.1
5.2 g of tetraethoxysilane (manufactured by Kanto Chemical) to 3 g,
1 g of concentrated hydrochloric acid (35% by weight, manufactured by Kanto Chemical) and an aqueous dispersion containing silica fine particles (fine particles 15% by weight, fine particle diameter 110
nm spherical particles Nippon Shokubai's Sea Hostar KE-W10)
56.67 g were mixed and stirred at room temperature for 24 hours to prepare a co-hydrolyzed solution. Then, 3 g of this co-hydrolyzed solution, 94 g of ethanol (manufactured by Nakarai Test) and concentrated hydrochloric acid (3
3% by weight (7% by weight, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) to prepare a surface treating agent. For this surface treatment agent, the concentration of tetraethoxysilane (in terms of silica), the concentration of hydrochloric acid and water, the normality N of hydrochloric acid divided by the weight% of tetraethoxysilane (in terms of silica), and the content of fine silica particles in the silica thin film (Weight ratio of silica fine particles / tetraethoxysilane (in terms of silica)) is shown in Table 1 below. On a washed soda-lime silicate glass plate (150 × 150 mm), the above surface treatment agent is applied by flow coating at room temperature and humidity of 30% at room temperature, and dried at room temperature to form a silica thin film containing silica fine particles. Molded. Regarding this silica thin film, first, the reflectance (average value of the light wavelength of 400 to 800 nm) is determined according to JIS R3.
The measurement was performed by the method of No. 106, and the film strength was evaluated by a Taber abrasion test. The results are shown in Table 1 below. The Taber abrasion test was performed according to JIS-
According to R3221, a CS-10F rotating wheel was used to evaluate the presence or absence of a silica thin film after 50 rotations at 2.5 N.場合 indicates that the silica thin film remained, and X indicates that the remaining silica thin film could not be confirmed.

【0040】(実施例2)実施例1において、共加水分
解液5g、エタノール94.4g、テトラエトキシシラ
ン0.1gおよび濃塩酸0.5gを混合して表面処理剤
を製造し、それ以外は実施例1と同様にして、シリカ微
粒子を含有するシリカ薄膜を成形し、評価した。その結
果を、下記「表1」に併せて記載する。
Example 2 In Example 1, a surface treating agent was prepared by mixing 5 g of the co-hydrolyzed solution, 94.4 g of ethanol, 0.1 g of tetraethoxysilane and 0.5 g of concentrated hydrochloric acid. In the same manner as in Example 1, a silica thin film containing silica fine particles was formed and evaluated. The results are shown in Table 1 below.

【0041】(実施例3)上記シリカ微粒子含有水分散
液に日産化学製のスノーテックOUP(微粒子15重量
% 平均粒子径30nmの鎖状粒子)を用いた以外は実施
例1と同様にして、共加水分解液を作製した。そして、
この共加水分解液5g、エタノール93.5g、テトラ
エトキシシラン0.5gおよび濃塩酸1gを混合して表
面処理剤を製造し、それ以外は実施例1と同様にして、
シリカ微粒子を含有するシリカ薄膜を成形し、評価し
た。その結果を、下記「表1」に併せて記載する。
Example 3 The same procedure as in Example 1 was carried out, except that Snowtech OUP (chain particles having a particle size of 15% by weight and an average particle size of 30 nm) manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. was used in the aqueous dispersion containing silica fine particles. A co-hydrolysis solution was prepared. And
5 g of this co-hydrolysis solution, 93.5 g of ethanol, 0.5 g of tetraethoxysilane and 1 g of concentrated hydrochloric acid were mixed to produce a surface treating agent, and otherwise the same as in Example 1,
A silica thin film containing silica fine particles was formed and evaluated. The results are shown in Table 1 below.

【0042】(比較例1)実施例3の共加水分解液10
g、エタノール84.8g、テトラエトキシシラン0.
2gおよび濃塩酸10gを混合して表面処理剤を製造
し、それ以外は実施例1と同様にして、シリカ微粒子を
含有するシリカ薄膜を成形し、評価した。その結果を、
下記「表1」に併せて記載する。
(Comparative Example 1) Co-hydrolysis solution 10 of Example 3
g, ethanol 84.8 g, tetraethoxysilane 0.
2 g and 10 g of concentrated hydrochloric acid were mixed to produce a surface treating agent, and otherwise the procedure of Example 1 was followed to form and evaluate a silica thin film containing fine silica particles. The result is
It is also described in “Table 1” below.

【0043】(比較例2)実施例1の共加水分解液5
g、エタノール94.4g、テトラエトキシシラン0.
5gおよび濃塩酸0.05gを混合して表面処理剤を製
造し、それ以外は実施例1と同様にして、シリカ微粒子
を含有するシリカ薄膜を成形し、評価した。その結果
を、下記「表1」に併せて記載する。
Comparative Example 2 Co-Hydrolyzed Solution 5 of Example 1
g, ethanol 94.4 g, tetraethoxysilane 0.
5 g and 0.05 g of concentrated hydrochloric acid were mixed to produce a surface treatment agent, and the other conditions were the same as in Example 1 to form and evaluate a silica thin film containing silica fine particles. The results are shown in Table 1 below.

【0044】(比較例3)実施例3の共加水分解液5
g、エタノール94.9gおよびテトラエトキシシラン
0.2gを混合して表面処理剤を製造し、それ以外は実
施例1と同様にして、シリカ微粒子を含有するシリカ薄
膜を成形し、評価した。その結果を、下記「表1」に併
せて記載する。
(Comparative Example 3) Co-hydrolysis liquid 5 of Example 3
g, 94.9 g of ethanol and 0.2 g of tetraethoxysilane were mixed to produce a surface treating agent. Except for the above, a silica thin film containing fine silica particles was formed and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1 below.

【0045】(比較例4)実施例1の共加水分解液3g
およびエタノール97gを混合して表面処理剤を製造
し、それ以外は実施例1と同様にして、シリカ微粒子を
含有するシリカ薄膜を成形し、評価した。その結果を、
下記「表1」に併せて記載する。
Comparative Example 4 3 g of the co-hydrolyzed solution of Example 1
Then, 97 g of ethanol was mixed to produce a surface treating agent, and otherwise the procedure of Example 1 was followed to mold and evaluate a silica thin film containing fine silica particles. The result is
It is also described in “Table 1” below.

【0046】(比較例5)比較例4で製造したシリカ薄
膜を備えるガラス板を、設定温度500℃の電気炉で1
5分間の焼成した。このガラス板について、屈折率の測
定とテーバー摩耗試験を行った。その結果を、下記「表
1」に併せて記載する。
Comparative Example 5 The glass plate provided with the silica thin film manufactured in Comparative Example 4 was placed in an electric furnace at a set temperature of 500 ° C. for 1 hour.
Bake for 5 minutes. This glass plate was subjected to measurement of refractive index and Taber abrasion test. The results are shown in Table 1 below.

【0047】(比較例6)エタノールの代わりにエチル
セロソルブ(ナカライテスト製)を使用した以外は実施
例1と同様にして、共加水分解液を作製した。この共加
水分解液30g、へキシレングリコール(ナカライテス
ト製)40gおよびエチルセロソルブ30gを混合して
表面処理剤を製造した。この表面処理剤を1,200r.
p.mでスピンコーターにより実施例1のガラス板上に塗
布し、これを設定温度500℃の電気炉で15分間の焼
成して、シリカ微粒子を含有するシリカ薄膜を成形し
た。このシリカ薄膜について、実施例1と同様にして屈
折率を測定し、またテーバー摩耗試験を行った。その結
果を、下記「表1」に併せて記載する。
Comparative Example 6 A co-hydrolyzed solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that ethyl cellosolve (manufactured by Nakarai Test) was used instead of ethanol. 30 g of this co-hydrolysis solution, 40 g of hexylene glycol (manufactured by Nakarai Test) and 30 g of ethyl cellosolve were mixed to produce a surface treating agent. 1,200 r.
The coating was applied on the glass plate of Example 1 by a spin coater at pm and baked for 15 minutes in an electric furnace at a set temperature of 500 ° C. to form a silica thin film containing silica fine particles. The refractive index of this silica thin film was measured in the same manner as in Example 1, and a Taber abrasion test was performed. The results are shown in Table 1 below.

【0048】(比較例7)実施例1において、共加水分
解液1g、エタノール87.5g、テトラエトキシシラ
ン0.5gおよび濃塩酸11gを混合して表面処理剤を
製造し、それ以外は実施例1と同様にして、シリカ微粒
子を含有するシリカ薄膜を成形し、評価した。その結果
を、下記「表1」に併せて記載する。
(Comparative Example 7) A surface treating agent was prepared by mixing 1 g of the co-hydrolysis solution, 87.5 g of ethanol, 0.5 g of tetraethoxysilane and 11 g of concentrated hydrochloric acid in Example 1. In the same manner as in Example 1, a silica thin film containing silica fine particles was formed and evaluated. The results are shown in Table 1 below.

【0049】[0049]

【表1】 ==================================== (A) (B) (C) テトラエトキシキシシラン 塩酸 水 (B)/(A) 微粒子 塗布後 膜強度 反射 (シリカ換算) 処理 率 (wt%) (N) (wt%) (%) (%) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実施例1 0.30 0.307 3.4 1.024 85 室温風乾 ○ 5.2 実施例2 0.53 0.056 2.8 0.105 80 室温風乾 ○ 5.4 実施例3 0.76 0.106 3.1 0.165 66 室温風乾 ○ 5.0 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 比較例1 1.06 0.975 11.2 0.922 80 室温風乾 × 5.3 比較例2 0.64 0.010 2.5 0.016 66 室温風乾 × 5.9 比較例3 0.53 0.005 2.4 0.010 80 室温風乾 × 4.9 比較例4 0.30 0.003 1.5 0.010 85 室温風乾 × 5.2 比較例5 0.30 0.003 1.5 0.010 85 500℃焼成 ○ 5.2 比較例6 3.00 0.030 14.6 0.010 85 500℃焼成 ○ 5.3 比較例7 0.24 1.116 7.4 4.570 35 室温風乾 × 6.8 ====================================[Table 1] ==================================== (A) (B) (C) Tetra Ethoxy silane Hydrochloric acid aqueous solution (B) / (A) Fine particles after coating Film strength Reflection (in terms of silica) Treatment rate (wt%) (N) (wt%) (%) (%) −−−−−−−−−− −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Example 1 0.30 0.307 3.4 1.024 85 Air drying at room temperature ○ 5.2 Example 2 0.53 0.056 2.8 0.105 80 Air drying at room temperature ○ 5.4 Example 3 0.76 0.106 3.1 0.165 66 Air-dry at room temperature ○ 5.0 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Comparison Example 1 1.06 0.975 11.2 0.922 80 Room temperature air drying × 5.3 Comparative example 2 0.64 0.010 2.5 0.016 66 Room temperature air drying × 5.9 Comparative example 3 0.53 0.005 2.4 0.010 80 Room temperature air drying × 4.9 Comparative example 4 0.30 0.003 1.5 0.010 85 Room temperature air drying × 5.2 Comparative example 5 0.30 0.003 1.5 0.010 85 500 ° C baking ○ 5.2 Comparative Example 6 3.00 0.030 14.6 0.010 85 500 ° C baking ○ 5.3 Comparative example 7 0.24 1.116 7.4 4.570 35 Room temperature air drying × 6.8 ===================================== ===

【0050】上記実施例および比較例を対比することに
より、つぎのことが判る。実施例1〜3と比較例1およ
び6とを対比することにより、表面処理剤の(C)水の
濃度が高いと、その調合および保管中に上記化学式1の
加水分解反応が進行し、室温成形ではシリカ薄膜の強度
が不足することが判る。
The following can be understood from the comparison between the above-described example and the comparative example. By comparing Examples 1 to 3 with Comparative Examples 1 and 6, when the concentration of water (C) as the surface treatment agent is high, the hydrolysis reaction of the above chemical formula 1 proceeds during its preparation and storage, and room temperature It turns out that the strength of the silica thin film is insufficient in the molding.

【0051】実施例1〜3と比較例2〜4とを対比する
ことにより、表面処理剤の(B)酸の濃度が低いと、シ
リカ薄膜の強度が不足することが判る。また、比較例5
において、高温で加熱焼成したシリカ薄膜は十分な強度
を有していることを勘案すると、(B)酸の濃度が低い
場合は、上記化学式1の加水分解反応および化学式2の
脱水縮合反応が十分に進行しないことが判る。
By comparing Examples 1 to 3 with Comparative Examples 2 to 4, it can be seen that when the concentration of the acid (B) in the surface treating agent is low, the strength of the silica thin film is insufficient. Comparative Example 5
In consideration of the fact that the silica thin film heated and baked at a high temperature has sufficient strength, when the concentration of (B) the acid is low, the hydrolysis reaction of the above chemical formula 1 and the dehydration condensation reaction of the above chemical formula 2 are sufficient. It turns out that it does not progress.

【0052】一方、実施例1〜3と比較例7とを対比す
ることにより、表面処理剤の(B)酸の濃度が高くて
も、シリカ薄膜の強度が不足することが判る。
On the other hand, by comparing Examples 1 to 3 with Comparative Example 7, it can be seen that the strength of the silica thin film is insufficient even when the concentration of the acid (B) in the surface treating agent is high.

【0053】[0053]

【発明の効果】この発明は、以上の構成であることか
ら、つぎのような効果を奏する。請求項1に記載の発明
によれば、表面処理剤の組成成分含有率が適当であるの
で、高温加熱を必要とせず、基板に対する付着力の極め
て高いシリカ薄膜が得られる。
According to the present invention having the above configuration, the following effects are obtained. According to the first aspect of the present invention, since the content of the component of the surface treating agent is appropriate, it is possible to obtain a silica thin film having extremely high adhesive force to a substrate without requiring high-temperature heating.

【0054】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
の発明の効果に加えて、高温加熱を行わなくても不純物
が残存しないシリカ薄膜が得られる。
According to the invention described in claim 2, according to claim 1
In addition to the effects of the invention described above, a silica thin film in which no impurities remain even without heating at a high temperature can be obtained.

【0055】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
または2の発明の効果に加えて、表面処理剤において反
応原料に対し触媒が十分存在するので、シリカ薄膜が速
やかに形成される。
According to the third aspect of the present invention, the first aspect is provided.
In addition to the effects of the second aspect of the invention, in the surface treatment agent, a sufficient amount of the catalyst for the reaction raw material is present, so that a silica thin film is quickly formed.

【0056】請求項4に記載の発明によれば、請求項1
〜3のいずれか1項の発明の効果に加えて、シリカ微粒
子により表面凹凸が形成されるので、さらに屈折率の低
いシリカ薄膜が得られる。
According to the fourth aspect of the present invention, the first aspect is provided.
(3) In addition to the effects of the invention of any one of (1) to (3), surface irregularities are formed by the silica fine particles, so that a silica thin film having a lower refractive index can be obtained.

【0057】請求項5に記載の発明によれば、請求項1
〜4のいずれか1項の表面処理剤を用いるので、高温加
熱を行うことなくシリカ薄膜を成形することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the first aspect is provided.
Since the surface treatment agent according to any one of the above items 1 to 4, the silica thin film can be formed without performing high-temperature heating.

【0058】請求項6に記載の発明によれば、請求項1
〜4のいずれか1項の表面処理剤を用いるので、耐熱性
の低い基材にもシリカ薄膜を成形することができる。
According to the invention of claim 6, according to claim 1,
Since the surface treatment agent according to any one of the above items 1 to 4, is used, a silica thin film can be formed even on a substrate having low heat resistance.

【0059】請求項7に記載の発明によれば、ガラス板
上にシリカ薄膜が形成された太陽電池パネルであるの
で、光散乱による反射率の低減や光閉じ込め効果が発揮
され、光電変換層により多くの太陽光を導くことができ
る。
According to the seventh aspect of the present invention, since the solar cell panel has a silica thin film formed on a glass plate, a reduction in reflectance due to light scattering and an effect of confining light are exhibited, and the photoelectric conversion layer is used. Can guide a lot of sunlight.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09D 183/04 C09D 183/04 G02B 1/11 G02B 1/10 A H01L 31/04 H01L 31/04 F (72)発明者 辻野 敏文 大阪府大阪市中央区道修町3丁目5番11号 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 平田 昌宏 大阪府大阪市中央区道修町3丁目5番11号 日本板硝子株式会社内 Fターム(参考) 2K009 AA02 AA12 CC09 CC42 DD02 4F100 AA01A AA40A AB11A AG00B AH06A AT00B BA02 CA30A DE01A EJ64A GB90 JM02A JN06 4G059 AA01 AC04 AC16 EA05 EB07 4J038 DL021 DL031 HA446 PC03 5F051 CB13 GA03 HA03 HA04 HA07──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C09D 183/04 C09D 183/04 G02B 1/11 G02B 1/10 A H01L 31/04 H01L 31/04 F ( 72) Inventor Toshifumi Tsujino 3-5-11, Doshu-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Japan Inside Nippon Sheet Glass Co., Ltd. F term (reference) 2K009 AA02 AA12 CC09 CC42 DD02 4F100 AA01A AA40A AB11A AG00B AH06A AT00B BA02 CA30A DE01A EJ64A GB90 JM02A JN06 4G059 AA01 AC04 AC16 EA05 EB07 4J038 DL021 HA031

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(A)シリコンアルコキシド(シリカ換
算):0.01〜3重量%、 (B)酸:0.02〜1N、 (C)水:0〜8重量% を含有する表面処理剤。
1. A surface treating agent containing (A) silicon alkoxide (calculated as silica): 0.01 to 3% by weight, (B) acid: 0.02 to 1N, and (C) water: 0 to 8% by weight. .
【請求項2】 上記(A)シリコンアルコキシドがテト
ラメトキシシランまたはテトラエトキシシランであり、 (B)酸が塩酸である請求項1に記載の表面処理剤。
2. The surface treating agent according to claim 1, wherein (A) the silicon alkoxide is tetramethoxysilane or tetraethoxysilane, and (B) the acid is hydrochloric acid.
【請求項3】 上記「(B)酸の規定度N/(A)シリ
コンアルコキシド(シリカ換算)の重量%」の比が0.
03以上である請求項1または2に記載の表面処理剤。
3. The ratio of (B) the normality of acid (N) / (A) wt% of silicon alkoxide (in terms of silica) is 0.
The surface treating agent according to claim 1, wherein the surface treating agent is 03 or more.
【請求項4】 シリカ微粒子を含有する請求項1〜3の
いずれか1項に記載の表面処理剤。
4. The surface treating agent according to claim 1, which contains silica fine particles.
【請求項5】 基材表面に請求項1〜4のいずれか1項
に記載の表面処理剤を塗布し、150℃以下で乾燥させ
る薄膜製造方法。
5. A method for producing a thin film, comprising applying the surface treating agent according to any one of claims 1 to 4 to a surface of a substrate, and drying the applied surface treatment agent at 150 ° C. or lower.
【請求項6】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の表
面処理剤からなる薄膜を備えた基材。
6. A substrate provided with a thin film comprising the surface treatment agent according to claim 1. Description:
【請求項7】 請求項6に記載の基材を利用したもので
あって、基材がガラス板である太陽電池パネル。
7. A solar cell panel using the base material according to claim 6, wherein the base material is a glass plate.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005055899A (en) * 2003-08-01 2005-03-03 Merck Patent Gmbh Optical layer system having antireflection characteristic
JP2006232870A (en) * 2005-02-22 2006-09-07 Snt Co Coating solutions and their use
JP2010520138A (en) * 2007-02-28 2010-06-10 コーニング インコーポレイテッド Tempering glass with coating
JP2011111558A (en) * 2009-11-27 2011-06-09 Asahi Kasei E-Materials Corp Coating composition and energy conversion member
JP2011208085A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Asahi Kasei E-Materials Corp Coating film, method for producing the same, laminate and protection member
JP2013113941A (en) * 2011-11-25 2013-06-10 Mitsubishi Materials Corp Anti-reflection film-equipped glass base
JP2013239544A (en) * 2012-05-15 2013-11-28 Panasonic Corp Solar battery module and manufacturing method therefor
CN103771727A (en) * 2013-12-31 2014-05-07 河南安彩高科股份有限公司 Anti-reflection glass substrate as well as preparation method and application thereof
JPWO2014119680A1 (en) * 2013-01-31 2017-01-26 日産化学工業株式会社 Glass substrate and device using the same

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005055899A (en) * 2003-08-01 2005-03-03 Merck Patent Gmbh Optical layer system having antireflection characteristic
JP2006232870A (en) * 2005-02-22 2006-09-07 Snt Co Coating solutions and their use
JP2010520138A (en) * 2007-02-28 2010-06-10 コーニング インコーポレイテッド Tempering glass with coating
JP2011111558A (en) * 2009-11-27 2011-06-09 Asahi Kasei E-Materials Corp Coating composition and energy conversion member
JP2011208085A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Asahi Kasei E-Materials Corp Coating film, method for producing the same, laminate and protection member
JP2013113941A (en) * 2011-11-25 2013-06-10 Mitsubishi Materials Corp Anti-reflection film-equipped glass base
JP2013239544A (en) * 2012-05-15 2013-11-28 Panasonic Corp Solar battery module and manufacturing method therefor
US8853523B2 (en) 2012-05-15 2014-10-07 Panasonic Corporation Solar cell module and manufacturing method of the same
JPWO2014119680A1 (en) * 2013-01-31 2017-01-26 日産化学工業株式会社 Glass substrate and device using the same
CN103771727A (en) * 2013-12-31 2014-05-07 河南安彩高科股份有限公司 Anti-reflection glass substrate as well as preparation method and application thereof

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