(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板の表面に反射防止膜を形成した後、反射防止膜が形成されたガラス基板について、イオン交換法による化学強化処理を行うことにより、反射防止性強化ガラスを製造する方法において、
前記反射防止膜は、
（ａ）下記式（１）：
Ｒｎ−Ｓｉ（ＯＲ１）４−ｎ        （１）
式中、Ｒは、アルキル基またはアルケニル基であり、
Ｒ１は、アルキル基またはアルコキシアルキル基であり、
ｎは、０〜２の整数である、
で表されるケイ素化合物の加水分解縮合物、
（ｂ）内部空洞を有する粒径が５〜１５０ｎｍのシリカゾル、
（ｃ）金属キレート化合物、
を含み、前記ケイ素化合物の加水分解縮合物（ａ）とシリカゾル（ｂ）との重量比（ａ／ｂ）が５０／５０乃至９０／１０の範囲にあり、且つ該ケイ素化合物の加水分解縮合物（ａ）とシリカゾル（ｂ）との合計量１００重量部当り、前記金属キレート化合物（ｃ）を２０重量部以下の量で含むことを特徴とする反射防止性強化ガラスの製造方法。
【請求項２】
前記反射防止膜の厚みが５０乃至１５０ｎｍの範囲にある請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記ケイ素化合物が、式（１）中のｎの値が０または１の化合物である請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記ケイ素化合物がテトラエトキシシランまたはγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランである請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記反射防止膜が形成された後、前記化学強化処理に先立ってガラス基板の形状加工を行う請求項１乃至４の何れかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射防止膜によって反射防止性が付与されている強化ガラスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスの強度が高められた強化ガラスは、自動車や家屋の窓ガラスなどの用途に広く使用されているが、最近では、静電容量式タッチパネルの全面保護パネルや、デジタルカメラ、携帯電話などの各種モバイル機器のディスプレイなどの用途にも使用されている。このような強化ガラスでは、強化処理後には、切断、端面加工、穴あけ加工などの形状加工が困難であるため、最終の製品形状にガラス基板を加工した後に強化処理が行われている。
【０００３】
ガラスの強化方法としては、急冷による物理強化法やイオン交換による化学処理法が知られているが、物理強化法は厚みの薄いガラス基板に対しては効果的でないため、従って、上記のような保護パネルやディスプレイなどの薄肉ガラスについては、化学処理法が一般に採用されている。
【０００４】
ところで、イオン交換による化学処理法は、ガラス中に含まれる小さなイオン半径の金属イオン（例えばＮａイオン）を、より大きなイオン半径の金属イオン（例えばＫイオン）で置換することによって行われる。即ち、イオン半径の小さな金属イオンを、これよりも大きなイオン半径を有する金属イオンで置換すると、ガラスの内部は、狭い隙間につっかえ棒を押し込んだような状態となり、この結果、ガラス表面には圧縮応力の層が生じることとなる。従って、このガラスを破壊するためには、分子間の結合を破壊する力に加えて、表面の圧縮応力を取り除く力も必要となり、このため、通常のガラスに比して、その強度が著しく向上するわけである。
【０００５】
一方、イオン交換による化学処理によって強化された強化ガラスにおいても、反射防止機能を要求される場合があり、特に、前述した保護パネルや各種のディスプレイなどにおいては、反射防止機能が要求されている。
【０００６】
反射防止機能を付与するためには、表面に低屈折率の反射防止膜を形成すればよく、このような反射防止膜の形成手段としては、大きく分けて、蒸着による方法とゾルゲル法による方法とが知られている。しかるに、蒸着による方法は、極めてコストの高い装置が必要となるため、工業的には、あまり実施されておらず、従って、現在では、微細粒子を含むコーティング液を塗布し、加熱処理によってのゲル化により反射防止膜を形成するゾルゲル法が、生産コストが低く、生産も高いために、現在では主流となっている。
【０００７】
このようなゾルゲル法により形成される反射防止膜としては、例えばケイ素化合物の加水分解縮合物と金属キレート化合物と低屈折シリカゾルとを含むものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２２１６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、化学処理によって得られる強化ガラスの表面に反射防止膜を形成するには、解決しなければならない大きな課題がある。
【００１０】
先にも述べたように、強化ガラスの形状加工は強化処理前に行われるが、化学処理による強化ガラスにおいては、反射防止膜の形成を強化処理後に行わなければならない。反射防止膜を形成した後では、Ｋイオンをガラス内部に浸透させることができないため、強化処理を行うことができなくなってしまうためである。しかるに、この強化処理（イオン交換による化学処理）に先立っては形状加工が行われているため、反射防止膜の形成はガラスの形状加工後に行われることとなる。従って、生産の高いゾルゲル法によって反射防止膜を形成するとしても、形状加工がなされた製品毎に反射防止膜を形成しなければならないため、その生産性は著しく低下してしまい、ゾルゲル法の利点が完全に失われてしまうのである。
事実、特許文献１で提案されている反射防止膜は、樹脂製の透光性基板表面に適用されるものであり、強化ガラス、特にイオン交換法による化学処理によって得られる強化ガラスに適用されるものではない。
【００１１】
従って、本発明の目的は、反射防止膜を形成した後に、イオン交換法による化学強化処理によってガラスの強化を行う反射防止性強化ガラスの製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、反射防止膜がイオン交換法による化学強化処理前に形成されることに関連して、形状加工に先立って反射防止膜を形成することが可能な反射防止性強化ガラスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、ガラス基板の表面に反射防止膜を形成した後、反射防止膜が形成されたガラス基板について、イオン交換法による化学強化処理を行うことにより、反射防止性強化ガラスを製造する方法において、
前記反射防止膜は、
（ａ）下記式（１）：
Ｒｎ−Ｓｉ（ＯＲ１）４−ｎ        （１）
式中、Ｒは、アルキル基またはアルケニル基であり、
Ｒ１は、アルキル基またはアルコキシアルケニル基であり、
ｎは、０〜２の整数である、
で表されるケイ素化合物の加水分解縮合物、
（ｂ）内部空洞を有する粒径が５〜１５０ｎｍのシリカゾル、
（ｃ）金属キレート化合物、
を含み、前記ケイ素化合物の加水分解縮合物（ａ）とシリカゾル（ｂ）との重量比（ａ／ｂ）が５０／５０乃至９０／１０の範囲にあり、且つ該ケイ素化合物の加水分解縮合物（ａ）とシリカゾル（ｂ）との合計量１００重量部当り、前記金属キレート化合物（ｃ）を２０重量部以下の量で含むことを特徴とする反射防止性強化ガラスの製造方法が提供される。
【００１３】
本発明の製造方法においては、
（１）前記反射防止膜の厚みが５０乃至１５０ｎｍの範囲にあること、
（２）前記ケイ素化合物が、式（１）中のｎの値が０または１の化合物、特にテトラエトキシシランまたはγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランであること、
（３）前記反射防止膜が形成された後、前記化学強化処理に先立ってガラス基板の形状加工を行うこと、
が好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、イオン交換法によるガラス基板の化学強化処理に先立って形成される反射防止膜が、バインダー成分である成分（ａ）のケイ素化合物の加水分解縮合物（所謂シランカップリング剤成分）及び架橋剤成分である金属キレート化合物と共に、一定の量割合で内部空洞を有している微細なシリカゾル（以下、中空シリカゾルと呼ぶことがある）を含有していることが顕著な特徴である。即ち、ガラス基板の表面に反射防止膜中に、このような中空シリカゾルを含有しているため、その後に行われるイオン交換による化学強化処理に際して、処理液中に含まれるＫイオンが反射防止膜を透過してガラス基板に含まれるＮａイオンと交換することができる。従って、化学強化処理に先立って、反射防止膜を形成することが可能となるのである。
【００１５】
即ち、本発明では、反射防止膜を形成した後に化学強化処理が行われるため、この反射防止膜を、ガラス基板の形状加工に先立って形成することができる。しかも、この反射防止膜は、その含有成分から理解されるように、ゾルゲル法によって形成されるものであるため、形状加工前に反射防止膜を形成することにより、低コストで生産性の高いゾルゲル法の利点を十分に活かすことができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の製造方法においては、所定のガラス基板を用意し、このガラス基板の表面に反射防止膜を形成し、次いでガラス基板の形状加工を行った後、化学強化処理を行うことによって目的とする反射防止機能を有する反射防止性強化ガラスを得ることができる。
【００１７】
＜ガラス基板＞
本発明において、ガラス基板としては、化学強化処理による強化が可能な組成を有するものである限り、種々の組成のものを使用することができるが、好適には、イオン半径がより小さいアルカリ金属イオンやアルカリ土類金属イオンを含むガラス、例えば、ソーダ石灰ケイ酸塩ガラス、含アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、含アルカリホウケイ酸塩ガラスなどが好適であり、これらの中でもＮａイオンを含むものが最も好適である。即ち、Ｎａイオンのイオン半径が小さく、従って、Ｎａイオンを含むガラスは、Ｎａより大きなイオン半径を有するものの中でも相対的にイオン半径の小さな金属イオン、例えばＫイオンで容易に置換することができるため、後述する反射防止膜が形成されているものであっても、より効果的にＮａイオンと置換して強化することが可能となるからである。例えば、Ｎａイオンを５重量％以上含むガラスは、本発明においては、最も好適である。
また、このガラス基板の厚みは、特に制限されるものではないが、一般に、後述する化学強化処理を効果的に行うために、通常、１ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。
【００１８】
＜反射防止膜の形成＞
上記のガラス基板の表面の反射防止膜は、ケイ素化合物（ａ）、中空シリカゾル（ｂ）及び金属キレート化合物（ｃ）を含むコーティング液を塗布し、熱処理を行うことにより形成される。
【００１９】
ケイ素化合物（ａ）；
コーティング液中の成分（ａ）は、ガラス基板に対して密着性の良好な膜を形成するために必須のバインダー成分であり、下記式（１）：
Ｒｎ−Ｓｉ（ＯＲ１）４−ｎ        （１）
式中、Ｒは、アルキル基またはアルケニル基であり、
Ｒ１は、アルキル基またはアルコキシアルキル基であり、
ｎは、０〜２の整数である、
で表されるケイ素化合物もしくはその部分加水分解縮合物が使用される。
【００２０】
即ち、このケイ素化合物は、シランカップリング剤として公知のものであり、それ自体で加水分解してケイ酸質の被膜を形成する機能を有している。
このケイ素化合物を示す式（１）において、基Ｒのアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等を例示することができ、基Ｒのアルケニル基としては、ビニル基、アリル基等を例示することができる。また、これらの基Ｒは、何れも置換基を有していてもよく、このような置換基としては、塩素等のハロゲン原子、メルカプト基、アミノ基、（メタ）アクロイル基、オキシラン環含有基等の官能基を例示することができる。
また、基Ｒ１のアルキル基としては、上記の基Ｒと同じものを挙げることができ、アルコキシアルキル基としては、上記のアルキル基の内、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基を置換基として有しているものを例示することができる。
尚、複数存在する基Ｒ及び基Ｒ１は、それぞれ、互いに同一であってもよいし、互いに異なる基であってもよい。
【００２１】
上記の式（１）で示されるケイ素化合物の具体例としては、
ｎ＝０のケイ素化合物として、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等の
テトラアルコキシシラン；
ｎ＝１のケイ素化合物として、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシ
ラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン等のトリアルコキシ
シラン；
ｎ＝２のケイ素化合物として、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシ
ラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチル
ジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタク
リロキシプロピルメチルジメトキシシラン等のジアルコキシシラン；
を挙げることができる。
【００２２】
本発明においては、上記で例示した化合物の中でも特に、ｎ＝０及びｎ＝１であるケイ素化合物が強度保持の点で好適であり、中でもテトラエトキシシラン及びγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが最適である。即ち、式（１）で表される化合物は、加水分解して縮合することによって成膜するが、この加水分解及び縮合は、アルコキシ基が官能基となって生じる。従って、ｎ＝０及びｎ＝１であるケイ素化合物では、アルコキシ基の数が４個或いは３個と多く、このため３次元網目状に連なった緻密で高強度の膜を形成するため、強化処理による得られる強化ガラスに形成される反射防止膜としては最適である。
尚、上記のケイ素化合物（ａ）は、加水分解物の形でも使用することができる。
【００２３】
中空シリカゾル（ｂ）；
成分（ｂ）の中空シリカゾルは、内部空洞を有するものであり、その粒径（レーザ回折散乱法による体積基準の平均粒径）が５〜１５０ｎｍの微細な中空粒子である。即ち、このような微細な中空シリカゾルの使用により、後述する化学強化処理に際してイオン半径の大きな金属イオンが反射防止膜を透過し、ガラス基板中に含まれるイオン半径の小さな金属イオンとのイオン交換が可能となり、ガラス基板の強化処理を効果的に行うことが可能となるのである。
【００２４】
上記のような中空シリカゾルは、例えば特開２００１−２３３６１１号公報等により公知のものであるが、本発明では、このような中空シリカゾルとして、高い反射防止性を得るという観点から、低屈折率のもの、具体的には、屈折率が１．２０〜１．３８の範囲のものを選択することが好適である。即ち、低屈折率の中空シリカゾルの使用により、形成される反射防止膜の屈折率を１．４４以下と大きく低下させ、優れた反射防止能を発揮することができる。また、中空シリカゾルの外殻層の厚みは１〜５ｎｍ程度の範囲にあることが、形成される反射防止膜の強度低下を回避する上で好適である。
【００２５】
尚、上述した中空シリカゾルは、その凝集を防止するために、通常、メタノール、エタノール、プロパノール等の低級アルコールを分散媒とした分散液の形でコーティング液の調製に使用される。
【００２６】
本発明において、このような中空シリカゾル（ｂ）は、前述した成分（ａ）のケイ素化合物（ａ）とシリカゾル（ｂ）との重量比（ａ／ｂ）が５０／５０乃至９０／１０、好ましくは６０／４０乃至７０／３０の範囲となる量割合で使用される。即ち、中空シリカゾルの使用量が必要以上に多いと、化学強化処理を効果的に行うことはできるとしても、反射防止膜の機械的強度を低下させ、耐傷性が不満足となるばかりか、反射防止膜とガラス基板との密着性も損なわれ、膜の剥がれが生じ易くなってしまう。さらに、この使用量が少ないと、反射防止膜を通しての金属イオンの交換が困難となってしまい、後述する化学強化処理を効果的に行うことができなくなってしまう。
【００２７】
金属キレート化合物（ｃ）；
成分（ｃ）の金属キレート化合物は、架橋剤としての機能を有する成分である。即ち、金属キレート化合物の使用によって、形成される反射防止膜をより緻密なものとし、前述した中空シリカゾルの配合による膜の強度や硬度の低下を有効に抑制することができる。
【００２８】
このような金属キレート化合物としては、二座配位子を含むチタン、ジルコニウム、アルミニウム、スズ、ニオブ、タンタル或いは鉛の化合物を例示することができる。二座配位子とは、配位座数が２、すなわち金属に配位しうる原子数が２であるようなキレート剤であり、一般にＯ、Ｎ、Ｓ原子によって、５乃至７員環を形成して、キレート化合物を形成する。これらの二座配位子は、化学大辞典６巻に示されているが、具体的なものとして、アセチルアセトナト、エチルアセトアセタト、ジエチルマロナト、ジベンゾイルメタナト、サリチラト、グリコラト、カテコラト、サリチルアルデヒダト、オキシアセトフェノナト、ビフェノラト、ピロメコナト、オキシナフトキノナト、オキシアントラキノナト、トロポロナト、ビノキチラト、グリシナト、アラニナト、アントロニナト、ピコリナト、アミノフェノラト、エタノールアミナト、メルカプトエチルアミナト、８−オキシキノリナト、サリチルアルジミナト、ベンゾインオキシマト、サリチルアルドキシマト、オキシアゾベンゼナト、フェニルアゾナフトラト、β−ニトロソ−α−ナフトラト、ジアゾアミノベンゼナト、ビウレタト、ジフェニルカルバゾナト、ジフェニルチオカルバゾナト、ビグアニダト、ジメチルグリオキシマトなどが挙げられるが、これらの例に限定されるものではない。
【００２９】
本発明において、好適な金属キレート化合物としては、下記式（２）：
Ｍ（Ｌｉ）ｋ（Ｘ）ｍ−ｋ        （２）
式中、Ｍはチタン、ジルコニウム、アルミニウム、スズ、ニオブ、タンタル或い
は鉛であり、
Ｌｉは二座配位子であり、
Ｘは１価の基、好適には加水分解可能な基であり、
ｍは金属Ｍの原子価であり、ｋは金属Ｍの原子価を超えない範囲で１以上
の数である、
で表されるものが挙げられる。これらの中でも、金属Ｍとしては、チタン、ジルコニウム、アルミニウムが好ましく、基Ｘとしては、アルコキシ基が好ましい。具体的には、以下のチタンキレート、ジルコニウムキレート及びアルミニウムキレートが挙げられる。
【００３０】
チタンキレートの例；
トリエトキシ・モノ（アセチルアセトナト）チタン
トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナト）チタン
トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナト）チタン
トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナト）チタン
トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナト）チタン
トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナト）チタン
ジエトキシ・ビス（アセチルアセトナト）チタン
ジ−ｎ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナト）チタン
ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナト）チタン
ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナト）チタン
ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナト）チタン
ジ−ｔ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナト）チタン
モノエトキシ・トリス（アセチルアセトナト）チタン
モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（アセチルアセトナト）チタン
モノ−ｉ−プロポキシ・トリス（アセチルアセトナト）チタン
モノ−ｎ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナト）チタン
モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナト）チタン
モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナト）チタン
テトラキス（アセチルアセトナト）チタン
トリエトキシ・モノ（エチルアセトアセタト）チタン
トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセタト）チタン
トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセタト）チタン
トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセタト）チタン
トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセタト）チタン
トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセタト）チタン
ジエトキシ・ビス（エチルアセトアセタト）チタン
ジ−ｎ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセタト）チタン
ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセタト）チタン
ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセタト）チタン
ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセタト）チタン
ジ−ｔ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセタト）チタン
モノエトキシ・トリス（エチルアセトアセタト）チタン
モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（エチルアセトアセタト）チタン
モノ−ｉ−プロポキシ・トリス（エチルアセトアセタト）チタン
モノ−ｎ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセタト）チタン
モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセタト）チタン
モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセタト）チタン
テトラキス（エチルアセトアセタト）チタン
モノ（アセチルアセトナト）トリス（エチルアセトアセタト）チタン
ビス（アセチルアセトナト）ビス（エチルアセトアセタト）チタン
トリス（アセチルアセトナト）モノ（エチルアセトアセタト）チタン
【００３１】
ジルコニウムキレートの例；
トリエトキシ・モノ（アセチルアセトナト）ジルコニウム
トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナト）ジルコニウム
トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナト）ジルコニウム
トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナト）ジルコニウム
トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナト）ジルコニウム
トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（アセチルアセトナト）ジルコニウム
ジエトキシ・ビス（アセチルアセトナト）ジルコニウム
ジ−ｎ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナト）ジルコニウム
ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナト）ジルコニウム
ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナト）ジルコニウム
ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナト）ジルコニウム
ジ−ｔ−ブトキシ・ビス（アセチルアセトナト）ジルコニウム
モノエトキシ・トリス（アセチルアセトナト）ジルコニウム
モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（アセチルアセトナト）ジルコニウム
モノ−ｉ−プロポキシ・トリス（アセチルアセトナト）ジルコニウム
モノ−ｎ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナト）ジルコニウム
モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナト）ジルコニウム
モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（アセチルアセトナト）ジルコニウム
テトラキス（アセチルアセトナト）ジルコニウム
トリエトキシ・モノ（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
トリ−ｎ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
トリ−ｉ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
トリ−ｎ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
トリ−ｓｅｃ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
トリ−ｔ−ブトキシ・モノ（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
ジエトキシ・ビス（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
ジ−ｎ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
ジ−ｉ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
ジ−ｓｅｃ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
ジ−ｔ−ブトキシ・ビス（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
モノエトキシ・トリス（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
モノ−ｎ−プロポキシ・トリス（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
モノ−ｉ−プロポキシ・トリス（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
モノ−ｎ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
モノ−ｓｅｃ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
モノ−ｔ−ブトキシ・トリス（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
テトラキス（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
モノ（アセチルアセトナト）トリス（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
ビス（アセチルアセトナト）ビス（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
トリス（アセチルアセトナト）モノ（エチルアセトアセタト）ジルコニウム
【００３２】
アルミニウムキレートの例；
ジエトキシ・モノ（アセチルアセトナト）アルミニウム
モノエトキシ・ビス（アセチルアセトナト）アルミニウム
ジ−ｉ−プロポキシ・モノ（アセチルアセトナト）アルミニウム
モノ−ｉ−プロポキシ・ビス（アセチルアセトナト）アルミニウム
モノ−ｉ−プロポキシ・ビス（エチルアセトアセタト）アルミニウム
モノエトキシ・ビス（エチルアセトアセタト）アルミニウム
ジエトキシ・モノ（エチルアセトアセタト）アルミニウム
ジ−ｉ−プロポキシ・モノ（エチルアセトアセタト）アルミニウム
【００３３】
本発明において、特に好適な金属キレート化合物は、アルミニウムキレートである。
【００３４】
上述した金属キレート化合物は、ケイ素化合物（ａ）とシリカゾル（ｂ）との合計量１００重量部当り、２０重量部以下、好ましくは１乃至２０重量部、特に１乃至５重量部の量で使用される。この配合量が多すぎると、反射防止膜の屈折率が高くなり、反射防止性能が低下するばかりか、この膜を通してのイオン交換が困難となり、ガラス基板の効果的な化学強化処理が困難となってしまう。また、この配合量が少ないと、反射防止膜の強度や硬度が低下し、ガラス基板の化学強化処理の実効性が不満足なものとなってしまう。
【００３５】
コーティング液の他の成分；
本発明においては、上述した（ａ）〜（ｃ）の各成分は、有機溶媒に溶解乃至分散させてコーティング液として使用に供される。この有機溶媒としては、沈澱等を生じることなく、各成分を有効に溶解乃至分散させ得るものであれば特に制限されず、種々のものを使用することができるが、一般的には、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチルセロソルブ、エチレングリコール等のアルコール系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒；トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒等が使用される。特に好ましいのはアルコール系溶媒である。
【００３６】
有機溶媒の使用量は、コーティング液の粘度が垂れ等を生ぜず、コーティングに適した範囲となるような量であればよい。一般的には、全固形分濃度が全重量の０．１〜２０重量％になる様な量で有機溶媒を使用すればよい。尚、前述した中空シリカゾルは、アルコール系溶媒等の分散媒に分散されている形で使用に供されるため、上記の有機溶媒量は、この分散媒の量を含めた値である。従って、中空シリカゾルの分散媒が多量に使用されているような場合には、これとは別個に有機溶媒を使用せず、他の成分を、そのまま中空シリカゾルの分散液に添加してコーティング液とすることもできる。
【００３７】
また、上記のようなコーティング液には、化学強化処理が可能で且つ強度等の特性に優れた反射防止膜を形成するという目的を損なわない範囲の量で、上述した（ａ）〜（ｃ）成分に加えて、他の添加剤成分を少量配合することも可能である。例えば、多価金属のアルコキシド、具体的にはチタン、アルミニウム、ジルコニウム、スズ等のアルコキシドを少量添加することもできる。このような多価金属のアルコキシドも金属キレート化合物と同様、架橋剤としての機能を示し、膜を緻密なものとし、その強度や硬度を高めることができる。
【００３８】
さらに、ケイ素化合物（ａ）の加水分解縮合を促進させるために、塩酸水溶液等の酸水溶液を適宜の量でコーティング液中に配合することもできる。
【００３９】
成膜；
上述したコーティング液を用いての成膜は、このコーティング量をガラス基板の表面に塗布し、乾燥及び熱処理（焼成）を行うことによってなされる。この熱処理は、ガラス基板が変形しない程度の温度、一般的には、３００乃至５００℃程度の温度で１０分間乃至４時間程度行われる。この熱処理により、前述したケイ素化合物（ａ）が加水分解し、金属キレート化合物（ｃ）や適宜添加される金属アルコキシドなどと縮合し（即ち、ゲル化）、中空シリカゾル（ｂ）を取り込んだ形で緻密ではあるが該膜を通してのイオン交換が可能な反射防止膜を形成することができる。即ち、この反射防止膜は、バインダー成分（ａ）の加水分解縮合物に対して、前述した量比（ａ／ｂ）で中空シリカゾルを含んでいるため、該膜を通してのイオン交換が可能となるわけである。
【００４０】
上記のようにして形成される反射防止膜の厚みは、５０乃至１５０ｎｍ、特に９０乃至１２０ｎｍの範囲とするのがよい。即ち、この膜の厚みが薄いと、十分な反射防止機能を発揮させることが困難となり、また、膜厚のバラツキが大きくなり、結果として反射防止膜の特性にバラツキを生じてしまうおそれがある。一方、この膜厚が必要以上に厚いときには、当然のことながら、この膜を透過してのガラス基板のイオン交換が困難となってしまい、効果的な化学強化処理が困難となるおそれがある。
【００４１】
尚、上記の反射防止膜は、その用途に応じて、ガラス基板の適宜の位置に形成され、例えばガラス基板の一方の表面に形成してもよいし、ガラス基板の表側及び裏側の全面に形成してもよい。
【００４２】
＜形状加工＞
本発明においては、上記のようにしてガラス基板の表面に反射防止膜を形成した後、化学強化処理を行うに先立って、用途に応じた形状加工、例えば切断、端面加工、穴あけ加工などの機械的加工が行われる。即ち、化学強化処理を行ってガラス基板を強化ガラスとした後では、このような機械加工が困難となってしまうためである。
かかる形状加工によって、反射防止膜を備えたガラス基板は、最終の製品形状とされる。
【００４３】
＜化学強化処理＞
最後に行われる化学強化処理は、既に述べたとおり、ガラス基板中に含まれるイオン半径の小さな金属イオンを、イオン半径の大きな金属イオンに置換することにより、ガラス基板の高強度化を図るものであり、これによって、表面に反射防止膜を備えた強化ガラス製品を得ることができる。
【００４４】
この化学強化処理は、従来公知の方法によって行うことができる。具体的には、反射防止膜を備えたガラス基板を、大きな金属イオンを含む金属塩の融液に浸漬などによって接触させることにより、ガラス基板中の小さな金属イオンが大きな金属イオンと置換される。例えば、Ｎａイオンを含むガラス基板に硝酸カリウム等のカリウム塩の融液と接触させることにより、イオン半径の小さなＮａイオンは、イオン半径の大きなＫイオンに置換され、高強度の強化ガラスとなる。
【００４５】
即ち、本発明では、反射防止膜中に中空シリカゾルを一定の割合で含んでいるため、大きな金属イオンを含む金属塩の融液を接触させたとき、この大きな金属イオンが反射防止膜を透過し、イオン交換による化学的強化処理が可能となるのである。例えば、後述する比較例１に示されているように、反射防止膜中に中空シリカゾルが配合されていると、大きな金属イオンが膜を透過しにくいため、その強度化のレベルは著しく低い。
【００４６】
尚、上記のイオン交換による化学強化処理では、融液の温度が高いほど、融液の流動性が向上するため、短時間で処理を行うことができる。従って、この処理においては、融液の温度を形状加工されたガラス基板が変形しない程度の温度、例えば４００乃至４６０℃程度の温度とすることが好ましく、処理時間は、通常、３乃至１５時間程度である。
【００４７】
以上のようにして強化ガラスの表面に反射防止膜を有する最終強化ガラス製品が得られる。
このような強化ガラス製品は、ガラス基板の薄い製品、例えば静電容量式タッチパネルの全面保護パネルや、デジタルカメラ、携帯電話などの各種モバイル機器のディスプレイなどの用途に好適に使用される。
【００４８】
本発明においては、形状加工前の段階で反射防止膜を強化ガラスとなるガラス基板表面に形成することができるため、その生産性が極めて高く、しかも低コストで強化ガラスの表面に反射防止膜を有する最終強化ガラス製品を製造することができる。
【実施例】
【００４９】
本発明を次の実施例により更に詳細に説明するが、本発明は如何なる意味においても次の実験例に限定されない。
各実験例における各種の測定は、次の方法により行った。
【００５０】
（１）光線反射率；
日本分光（株）社製Ｖ−５５０試験機を使用して、波長５５０ｎｍについて、測定した。
（２）強度；
ＩＭＤＡ製点加圧試験機を使用し、４５φの穴の開いたステンレス治具上に５０×５０の大きさの試験体を乗せ、その中心を、１０φの鋼球で加圧し、最大破壊強度を測定し強度を評価した。
（３）表面硬度；
スチールウール♯００００を使用し、５００ｇ／ｃｍ２の荷重をかけながら試験体表面を５往復摺擦し（１往復／秒、距離１００ｍｍ／１往復）、反射防止膜表面の傷の発生の有無を観察した。
【００５１】
また、以下の実験例においては、ガラス基板、中空シリカゾル及び比較のためのコロイダルシリカとしては、以下のものを使用した。
ガラス基板；
ソーダガラス（２００ｍｍ×２００ｍｍ×０．７ｍｍ）
白板ガラス（２００ｍｍ×２００ｍｍ×０．７ｍｍ）
中空シリカゾル（日揮触媒化成社製）；
平均粒径：４０ｎｍ
固形分：２０重量％
分散溶媒：イソプロパノール（ＩＰＡ）
コロイダルシリカ；
粒径：４０〜５０ｎｍ
固形分：３０重量％
分散溶媒：イソプロパノール（ＩＰＡ）
【００５２】
＜実施例１＞
上記で示したイソプロパノール（ＩＰＡ）に分散された中空シリカゾル、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）の加水分解物（０．０５Ｎ塩酸を含む）及び金属キレート化合物としてアルミニウムアセチルアセトネートを使用し、さらに有機溶媒としてイソプロパノール（ＩＰＡ）を用い、これらを混合して下記組成のコーティング液を調製した。
コーティング液組成；
ＴＥＯＳ加水分解物（含０．０５Ｎ塩酸）：５．０３重量部
（ＴＥＯＳ：２．７２重量部、塩酸：２．３１重量部）
中空シリカゾル（含ＩＰＡ）：６．２５重量部
（シリカゾル：１．２５重量部、ＩＰＡ：５．００重量部）
ＩＰＡ：８８．７０重量部
アルミニウムアセチルアセトネート：０．０４重量部
（ＴＥＯＳ加水分解物／中空シリカゾル＝６９／３１）
【００５３】
上記のコーティング液を、ディップコートにより前記のフロートガラスに塗布し、５００℃で２時間の焼付けを行い、反射防止膜を成膜し、試料ガラス板とした。
次いで、上記の試料ガラス板を５個作製し、４５０℃で溶融した硝酸カリウムに８時間浸漬して化学強化処理を行った。
【００５４】
上記の試料ガラス基板及び化学処理された試料基板について、それぞれ、前述した方法にしたがって、光線反射率、強度及び表面硬度の評価を行い、その結果をコーティング液（反射防止膜）の組成と共に、表１に示した。
尚、光線反射率及び強度については、５つの試料の平均値を示した。また、強度については、反射防止膜を形成する前のガラス基板（生ガラス）の値も併せて表１に示した。
【００５５】
＜実施例２＞
コーティング液の組成を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして反射防止膜が形成された試料ガラス板を作製し、且つ同様にして化学強化処理を行い、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示した。
【００５６】
＜実施例３＞
ガラス基板を白板ガラスに変更した以外は、実施例１と同様にして反射防止膜が形成された試料ガラス板を作製し、且つ同様にして化学強化処理を行い、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示した。
【００５７】
＜実施例４＞
テトラエトキシシランの代わりにγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（γ−ＧＰＳ）を使用し、表１に示す組成のコーティング液を使用した以外は、実施例１と同様にして反射防止膜が形成された試料ガラス板を作製し、且つ同様にして化学強化処理を行い、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示した。
【００５８】
＜実施例５＞
コーティング液の組成を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして反射防止膜が形成された試料ガラス板を作製し、且つ同様にして化学強化処理を行い、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表１に示した。
【００５９】
＜比較例１＞
中空シリカゾルを使用せずに調整された表２に示す組成のコーティング液を用いた以外は、実施例１と同様にして反射防止膜が形成された試料ガラス板を作製し、且つ同様にして化学強化処理を行い、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表２に示した。
【００６０】
＜比較例２＞
中空シリカゾルを使用したが、組成が表２に示すように変更されたコーティング液を用いた以外は、実施例１と同様にして反射防止膜が形成された試料ガラス板を作製し、且つ同様にして化学強化処理を行い、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表２に示した。
【００６１】
＜比較例３＞
中空シリカゾルの代わりにコロイダルシリカを使用し、組成が表２に示すように変更されたコーティング液を用いた以外は、実施例１と同様にして反射防止膜が形成された試料ガラス板を作製し、且つ同様にして化学強化処理を行い、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表２に示した。
【００６２】
＜比較例４＞
組成が表２に示すように変更されたコーティング液を用いた以外は、比較例３と同様にして反射防止膜が形成された試料ガラス板を作製し、且つ同様にして化学強化処理を行い、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表２に示した。
【００６３】
【表１】
0005433372.tif 000002
【００６４】
【表２】
0005433372.tif 000003