(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属アルコキシドとキレート形成可能な有機化合物（Ａ成分）と、
下記式（１）で表される３官能以上のシラン化合物およびその加水分解縮合物の少なくとも一方（Ｂ成分）と、
下記式（２）で表される金属アルコキシドおよびその加水分解縮合物の少なくとも一方（Ｃ成分）と、
平均粒子最長径が５〜８０ｎｍの金属酸化物粒子と、
水と、
有機溶媒を含み、
前記Ａ成分のモル数（Ｍ１）と前記Ｃ成分のモル数（Ｍ３）のモル比（Ｍ１／Ｍ３）が０．２５以上２．０未満であり、
前記Ｂ成分のモル数（Ｍ２）と前記Ｃ成分のモル数（Ｍ３）のモル比（Ｍ２／Ｍ３）が０．１以上９．０以下であり、
前記金属酸化物粒子の固形分含有量は、前記金属酸化物粒子の固形分量、前記Ａ成分の固形分量、前記Ｂ成分の固形分量、および前記Ｃ成分の固形分量の合計量に対して、１〜８０質量％であって、
前記Ｂ成分に由来するＳｉＯ２換算固形分濃度（濃度Ｃ２）が０．００５〜１２質量％の範囲にあり、
前記Ｃ成分に由来する元素Ｍの酸化物換算固形分濃度（濃度Ｃ３）が０．０２〜１４．２５質量％の範囲にあり、
前記金属酸化物粒子の固形分濃度（濃度ＣＦ）が０．００１〜１２質量％の範囲にあり、
前記濃度Ｃ２と前記濃度Ｃ３と前記濃度ＣＦの合計（濃度ＣＴ）が０．２〜１０質量％の範囲にあることを特徴とする被膜形成用の塗布液。
（Ｒ１）（４−ｍ）Ｓｉ（Ｒ２）ｍ           （１）
（ｍは３と４の少なくとも一方。Ｒ１は炭素数１から８の非置換または置換アルキル基、炭素数６から１８の非置換または置換アリール基、およびビニル基のいずれかである。Ｒ２は炭素数１から８の非置換または置換アルコキシ基、炭素数６から１８の非置換または置換アリールオキシ基、ビニルオキシ基、水酸基、水素原子、およびハロゲン原子のいずれかであり、同一であってもよく、異なっていてもよい。）
Ｍ（ＯＲ３）ｎ               （２）
（Ｍは、Ｂｅ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｅ、およびＣｕから選ばれる１種の元素である。Ｒ３は炭素数１から１０の非置換または置換アルキル基であり、同一であってもよく、異なっていてもよい。ｎはＭの原子価と同じ数である。）
【請求項２】
前記Ｂ成分が３官能シラン化合物およびその加水分解縮合物の少なくとも一方であり、前記Ｂ成分のモル数（Ｍ２）と前記Ｃ成分のモル数（Ｍ３）のモル比（Ｍ２／Ｍ３）が０．５〜８．０の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の塗布液。
【請求項３】
前記金属酸化物粒子が、シリカ、シリカアルミナ、チタニア、ジルコニア、五酸化アンチモンおよび二酸化スズから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布液。
【請求項４】
有機溶媒と、水と、式（１）で表される３官能以上のシラン化合物（Ｂ成分）と、加水分解触媒とを配合して、予備液１を調製する第１工程と、
有機溶媒と、金属アルコキシドとキレート形成可能な有機化合物（Ａ成分）と、式（２）で表される金属アルコキシド（Ｃ成分）とを配合して、予備液２を調製する第２工程（ただし、前記Ａ成分の配合量は、前記Ｃ成分の元素Ｍ１モルに対し、０．２５モル以上２．０モル未満の範囲である）と、
前記予備液１と、前記予備液２と、水を配合し、５℃以上４０℃以下の温度で撹拌する第３工程（ただし、前記Ｂ成分の配合量は、前記Ｃ成分の元素Ｍ１モルに対し、０．１モル以上９．０モル以下の範囲である）を含み、
前記第１工程〜第３工程の少なくとも１つの工程で金属酸化物粒子が、前記金属酸化物粒子の固形分量、前記Ａ成分の固形分量、前記Ｂ成分の固形分量、および前記Ｃ成分の固形分量の合計量に対して、１〜８０質量％に配合される、塗布液の製造方法であって、
前記塗布液は、
前記Ｂ成分に由来するＳｉＯ２換算固形分濃度（濃度Ｃ２）が０．００５〜１２質量％の範囲、
前記Ｃ成分に由来する元素Ｍの酸化物換算固形分濃度（濃度Ｃ３）が０．０２〜１４．２５質量％の範囲、
前記金属酸化物粒子の固形分濃度（濃度ＣＦ）が０．００１〜１２質量％の範囲、
前記濃度Ｃ２と前記濃度Ｃ３と前記濃度ＣＦの合計（濃度ＣＴ）が０．２〜１０質量％の範囲にある
ことを特徴とする塗布液の製造方法。
（Ｒ１）（４−ｍ）Ｓｉ（Ｒ２）ｍ           （１）
（ｍは３と４の少なくとも一方。Ｒ１は炭素数１から８の非置換または置換アルキル基、炭素数６から１８の非置換または置換アリール基、およびビニル基のいずれかである。Ｒ２は炭素数１から８の非置換または置換アルコキシ基、炭素数６から１８の非置換または置換アリールオキシ基、ビニルオキシ基、水酸基、水素原子、およびハロゲン原子のいずれかであり、同一であってもよく、異なっていてもよい。）
Ｍ（ＯＲ３）ｎ               （２）
（Ｍは、Ｂｅ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｅ、およびＣｕから選ばれる１種の元素であり、Ｒ３は炭素数１から１０の非置換または置換アルキル基である。ｎはＭの原子価と同じ数である。）
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の塗布液を基材に塗布する塗布工程と、
前記塗布工程の後で、前記基材上の前記塗布液を乾燥させて塗布膜を形成する乾燥工程と、
前記塗布膜を硬化させて被膜を形成する硬化工程を備えることを特徴とする被膜付基材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被膜形成用の塗布液に関する。
詳しくは、比較的低温で硬化するにもかかわらず、硬度と耐クラック性の両立に優れた透明被膜を形成することのできる塗布液に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラスやプラスチックなどの基材に機能を付与するために基材表面に被膜が形成されている。例えば、ガラス、プラスチックシート、プラスチックレンズ、樹脂フィルム、および表示装置前面板などの基材表面の耐擦傷性を向上させるため、基材表面にハードコート膜を形成する。このようなハードコート膜として、有機樹脂膜や無機膜が知られている。さらに、有機樹脂膜や無機膜中に樹脂粒子やシリカ等の無機粒子を配合して、耐擦傷性をさらに向上させることも知られている。
【０００３】
また、透明被膜中に導電性粒子を配合して帯電防止性能、電磁波遮蔽性能を付与した透明被膜付基材も知られている。さらに、透明被膜中に高屈折率粒子を配合した高屈折率透明被膜や、透明被膜中に低屈折率粒子を配合して反射防止性能を付与した低屈折率透明被膜、着色顔料粒子を配合した透明性被膜等も知られている。
【０００４】
また、基材の屈折率や誘電率を調節するために、アルコキシド化合物、あるいはこれにコロイド粒子を配合した塗布液を用いてゾル−ゲル法によりタッチパネル用の被膜を形成することも知られている。しかしながら、この方法では、被膜を硬化するために５００℃程度で加熱する必要があり、耐熱性の高い基材しか使用できなかった。
【０００５】
これに対し、アセチルアセトナートキレート化合物と、シラン化合物と、シリコン以外の金属アルコキシドを含む塗布液を用いると、（乾燥時あるいは乾燥後に）紫外線照射によって比較的低温で硬化し、耐久性に優れた透明セラミックス被膜を形成できることが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
また、アセチルアセトンで安定化した金属アルコキシドを添加したテトラアルコキシシランを加水分解ならびに脱水縮合させたゾルＡと、１つの官能基をアルキル基化したアルキルトリアルコキシシランを加水分解ならびに脱水縮合させたゾルＢとの混合物と、イソプロピルアルコールを主成分とする溶媒と、これらに混在するジオール類からなるコーティング溶液を用い、微細な凹凸状表層を有するゾルゲル膜を形成することが知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−４８４０３号公報
【特許文献２】特開２００５−２８１１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された塗布液では、比較的低温で硬化する透明被膜を提供できるものの、例えば、下地が樹脂の場合にはクラックの発生を抑えることがやや困難であるという問題がある。
また、特許文献２には、３官能シラン（例えば、アルキルトリアルコキシシラン）を加水分解および脱水縮合（加水分解縮合）して得られるゾルを用いて、微細な凹凸状表層を形成することが開示されている。しかしながら、低温では十分な硬度の被膜とはなりにくいため、少なくとも６００℃程度による焼成が必要であった。このため、耐熱性の低い基材を用いることができなかった。
【０００８】
本発明は、基材に塗布した後に十分な硬度と耐擦傷性を有するとともにクラックを生じにくい被膜形成用の塗布液を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記問題点を解消すべく鋭意検討した結果、金属アルコキシドとキレート形成可能な有機化合物と３官能以上のシラン化合物と金属アルコキシド（ただし、シリコンアルコキシドを除く）と金属酸化物粒子とが水および有機溶媒からなる混合溶媒中に溶解または分散した塗布液を用いると、十分な硬度を有するとともにクラックを生じにくい被膜が得られることを見いだした。本発明はこの知見をもとに完成されたものである。
すなわち、本発明の被膜形成用の塗布液は、金属アルコキシドとキレート形成可能な有機化合物（Ａ成分）と、３官能以上のシラン化合物およびその加水分解縮合物の少なくとも一方（Ｂ成分）と、金属アルコキシドおよびその加水分解縮合物の少なくとも一方（Ｃ成分）と平均粒子最長径が５〜８０ｎｍの金属酸化物粒子とが、水と有機溶媒を含む混合溶媒中に溶解または分散している。この時、Ａ成分のモル数（Ｍ１）とＣ成分のモル数（Ｍ３）のモル比（Ｍ１／Ｍ３）が０．２５以上２．０未満であり、Ｂ成分のモル数（Ｍ２）とＣ成分のモル数（Ｍ３）のモル比（Ｍ２／Ｍ３）が０．１以上９．０以下である。なお、Ｂ成分とＣ成分は、それぞれ後述する式（１）と式（２）のように表される。金属酸化物粒子は、金属酸化物粒子の固形分量とＡ〜Ｃ成分の固形分量との合計量に対して、１〜８０質量％含まれる。
【００１０】
さらに、Ｂ成分に由来するＳｉＯ２換算固形分濃度（濃度Ｃ２）を０．００５〜１２質量％の範囲とし、Ｃ成分に由来する元素Ｍの酸化物換算固形分濃度（濃度Ｃ３）を０．０２〜１４．２５質量％の範囲とし、金属酸化物粒子の固形分濃度（濃度ＣＦ）を０.００１〜１２質量％の範囲とする。この時の濃度Ｃ２と濃度Ｃ３と濃度ＣＦの合計（ＣＴ）を０．１〜１５質量％の範囲とする。これらにより、被膜の耐クラック性が向上する。
さらに、Ｂ成分が３官能シラン化合物およびその加水分解縮合物の少なくとも一方である場合には、モル比（Ｍ２／Ｍ３）を０．５〜８．０の範囲とする。
【００１１】
また、本発明の塗布液の製造方法は、以下の第１工程〜第３工程を備えている。
第１工程：有機溶媒と、水と、３官能以上のシラン化合物（Ｂ成分）と、加水分解触媒とを配合して、予備液１を調製する工程
第２工程：有機溶媒と、金属アルコキシドとキレート形成可能な有機化合物（Ａ成分）と、金属アルコキシド（Ｃ成分）とを配合して、予備液２を調製する工程。ここで、Ａ成分の配合量は、Ｃ成分の金属元素１モルに対して０．２５モル以上２．０モル未満の範囲である。
第３工程：予備液１と、予備液２と、水とを配合し、５℃以上４０℃以下で撹拌する工程
なお、Ｂ成分とＣ成分は、それぞれ後述する式（１）と式（２）のように表される。
【００１２】
金属酸化物粒子の配合は、第１工程〜第３工程の少なくとも一つの工程で行えばよく、複数の工程で実施しても構わない。金属酸化物粒子の配合量は、金属酸化物粒子の固形分量とＡ〜Ｃ成分の固形分量との合計量に対して、１〜８０質量％である。
【００１３】
さらに、本発明の被膜付基材は、前述のいずれかの構成の塗布液を用いて基材上に被膜が形成されている。
さらに、本発明の被膜付基材の製造方法は、前述のいずれかの構成の塗布液を基材に塗布する塗布工程と、塗布工程の後で基材を８０℃以上１５０℃以下で加熱する乾燥工程と、乾燥工程の後で基材上に形成された塗布膜に紫外線を照射する照射工程と、照射工程の後で塗布膜を８０℃以上３００℃以下で加熱する加熱工程とを備えている。３００℃以下のプロセスで成膜できるため、耐熱性の低い基材上に、硬度と耐クラック性を両立する被膜を作製することができる。
本発明を適用すれば、塗布液に高屈折率粒子を配合することで、高屈折率（屈折率１．３〜２．３）な透明被膜を形成できる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の被膜形成用の塗布液、塗布液の製造方法、被膜付基材、および被膜付基材の製造方法について説明する。
【００１５】
〔被膜形成用の塗布液〕
被膜形成用の塗布液（以下、「本塗布液」と称す。）は、金属アルコキシドとキレート形成可能な有機化合物（Ａ成分）と、式（１）で表される３官能以上のシラン化合物およびその加水分解縮合物の少なくとも一方（Ｂ成分）と、式（３）で表される金属アルコキシドおよびその加水分解縮合物の少なくとも一方（Ｃ成分）が、水と有機溶媒を含む混合溶媒中に溶解または分散している。
（Ｒ１）（４−ｍ）Ｓｉ（Ｒ２）ｍ          （１）
（ここでｍは３と４の少なくとも一方。Ｒ１は炭素数１から８の非置換または置換アルキル基、炭素数６から１８の非置換または置換アリール基、およびビニル基のいずれかである。Ｒ２は炭素数１から８の非置換または置換アルコキシ基、炭素数６から１８の非置換または置換アリールオキシ基、ビニルオキシ基、水酸基、水素原子、およびハロゲン原子のいずれかであり、同一であってもよく、異なっていてもよい。）
Ｍ（ＯＲ３）ｎ              （２）
（ここで、Ｍは、Ｂｅ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｅ、およびＣｕから選ばれた１種の元素であり、Ｒ３は炭素数１から１０の非置換または置換アルキル基であり、同一であってもよく、異なっていてもよい。ｎはＭの原子価と同じ数である。）
上述の式（１）から解るように、Ｂ成分には、ｍ＝３の場合の、「３官能シラン化合物およびその加水分解縮合物の少なくとも一方（Ｂ３成分）」と、ｍ＝４の場合の、「４官能シラン化合物およびその加水分解縮合物の少なくとも一方（Ｂ４成分）」とがある。そして、本塗布液はＢ３成分とＢ４成分の少なくとも一方をＢ成分として含んでいる。なお、本塗布液には、Ｂ成分とＣ成分が加水分解縮合して生成される加水分解縮合物を含んでいてもよい。
【００１６】
このとき、Ａ成分のモル数（Ｍ１）とＣ成分のモル数（Ｍ３）のモル比（Ｍ１／Ｍ３）は、０．２５以上２．０未満の範囲である必要がある。さらに、Ｂ成分のモル数（Ｍ２）とＣ成分のモル数（Ｍ３）のモル比（Ｍ２／Ｍ３）は０．１以上９．０以下の範囲にある必要がある。ここで、各成分が加水分解した場合でも、モル数（Ｍ１〜Ｍ３）には、加水分解前の構造を基準とした値を用いる。
モル比（Ｍ１／Ｍ３）が２．０以上であると、Ｃ成分におけるＯＲ３部の大半に、Ａ成分が配位することになり、Ｂ成分とＣ成分との反応が抑えられるおそれがある。このため、硬化時に−Ｍ−Ｏ−Ｓｉ−の架橋が形成されにくく、得られる被膜の硬度が不十分となるおそれがある。また、被膜に残存するＡ成分の量が増加し、膜の表面抵抗値等の電気的特性が経時的に変化し、信頼性が低下するおそれもある。また、モル比（Ｍ１／Ｍ３）が０．２５未満の場合、Ｃ成分の反応が過剰となるため、塗布液中での加水分解縮合物の安定性が悪くなり、塗布液寿命が短くなるため、得られる被膜の耐クラック性に悪影響を及ぼすおそれがある。特に、モル比（Ｍ１／Ｍ３）は０．５以上１．０以下の範囲が好ましい。
【００１７】
モル比（Ｍ２／Ｍ３）が０．１未満の場合は、塗布液の安定性が低下し、塗布液寿命が短くなる。そのため、膜厚、屈折率、硬度等の被膜の特性が安定して得られないおそれがある。一方、モル比（Ｍ２／Ｍ３）が９．０を超えると、塗布液から形成された塗布膜を３００℃以下の温度で加熱した場合に、被膜の硬度が不十分となるおそれがある。
【００１８】
金属酸化物粒子は、平均粒子最長径が５〜８０ｎｍである。ここで、平均粒子最長径が５ｎｍ未満であると、粒子表面の活性が高いため塗布液の安定性が悪く、造膜時に粒子の凝集が起こることから膜中での配列が悪くなり、緻密な膜とならず、硬度や耐擦傷性、屈折率が十分とならないことがある。また、そのサイズの金属酸化物粒子を製造すること自体が困難である。逆に、８０ｎｍよりも大きいと、設計上の膜厚と比較して粒子径が大きいため耐擦傷性が低下したり、透明性が不十分となることがある。平均粒子最長径は、特に１０〜５０ｎｍが好ましい。
【００１９】
この金属酸化物粒子は、金属酸化物粒子の固形分量とＡ〜Ｃ成分の固形分量との合計量に対して、１〜８０質量％含まれる。ここで、金属酸化物粒子の量が１質量％未満であると添加量が少なすぎ、目的の効果が得られない場合がある。逆に、８０質量％よりも大きいと、相対的にＢ成分やＣ成分のバインダー成分が減少するため、粒子間を埋めるのに必要な量より不足し、緻密な膜とならないことがある。金属酸化物粒子の量は、特に１０〜６０質量％が好ましい。
【００２０】
このような塗布液を用いれば、ＵＶ処理および低温（８０〜３００℃）での加熱処理により、充分な硬度と耐擦傷性を備える被膜を形成することができる。そのため、耐熱性に劣る基材に対しても充分な硬度と耐擦傷性を持つ被膜が形成でき、充分な硬度を有するとともにクラックを生じにくい被膜付基材が得られる。
さらに、塗布液に高屈折率粒子を配合することで、屈折率が高い（屈折率１．３〜２．３）透明被膜を形成できる。
【００２１】
また、Ｂ成分に由来するＳｉＯ２換算固形分濃度（濃度Ｃ２）は０．００５〜１２質量％が好ましい。濃度Ｃ２が０．００５質量％以上であると、加水分解反応が円滑に進み、被膜の耐クラック性を十分に高くすることができる。また、濃度Ｃ２が１２質量％以下であると、加水分解反応が過剰に進むこともなく、安定した塗布液を得ることができる。特に、０．０１〜８質量％が好ましい。
【００２２】
Ｃ成分に由来する元素Ｍの酸化物換算固形分濃度（濃度Ｃ３）は０．０２〜１４．２５質量％が好ましい。
濃度Ｃ３が０．０２質量％以上であると、加水分解反応が円滑に進み、被膜の耐クラック性が十分に高くなる。また、濃度Ｃ３が１４．２５質量％以下であると、加水分解反応が過剰に進むこともなく、安定した塗布液が得られる。特に、０．０４〜９．５質量％であることが好ましい。
【００２３】
金属酸化物粒子の固形分濃度（濃度ＣＦ）は、０．００１〜１２質量％が好ましい。ここで、０．００１質量％未満であると、添加量が少なすぎ、目的の効果が得られない場合がある。逆に、１２質量％よりも大きいと、バインダー成分が不足し、緻密な膜とならないことがある。濃度ＣＦは、特に０．０１〜９質量％が好ましい。
【００２４】
さらに、濃度Ｃ２と濃度Ｃ３と濃度ＣＦの合計の濃度ＣＴは０．１〜１５質量％が好ましい。濃度ＣＴが０．１質量％以上であると、通常の塗布条件でも十分な厚さの膜を得ることができ、硬度と耐クラック性の高い膜を得るために繰り返し塗布する必要性も少なくなる。濃度ＣＴが１５質量％以下であると、通常の塗布条件でも得られる膜厚を制御でき、クラックの発生を抑制することが容易となる。また、塗布液の安定性も十分となるため、経時的な粘度の上昇を抑制できる。そのため、得られる被膜の膜厚、屈折率、硬度等の特性が安定する。さらに、濃度ＣＴは０．２〜１０質量％がより好ましい。
【００２５】
ところで、本塗布液に３官能シラン化合物およびその加水分解縮合物のうち少なくとも一方（Ｂ３成分）がＢ成分として含まれる場合には、塗布液のｐＨは４〜８が好ましく、さらに、４〜７．５がより適している。Ｂ３成分を含んだ配合液が酸性のままだと、３官能シラン化合物が不溶性の固形分として析出しやすくなり好ましくない。
【００２６】
また、本塗布液に含まれるＢ成分が３官能シラン化合物およびその加水分解縮合物のうち少なくとも一方（Ｂ３成分）である時、すなわち、Ｂ成分としてＢ３成分だけが含まれている時、Ｂ成分のモル数（Ｍ２）とＣ成分のモル数（Ｍ３）とのモル比（Ｍ２／Ｍ３）は０．５以上８．０以下の範囲であることが好ましい。モル比（Ｍ２／Ｍ３）が０．５未満であると、塗布液の安定性が低下し、塗布液寿命が短くなる。そのため、膜厚、屈折率、硬度等の被膜特性が安定して得られない場合がある。さらには耐クラック性が低下するおそれもある。モル比（Ｍ２／Ｍ３）が８．０を超えると、得られる被膜の硬度が不十分となり、耐クラック性が低下するおそれがある。さらに、モル比（Ｍ２／Ｍ３）は、０．６以上７．５以下がより適している。
同様に、本塗布液がＢ成分としてＢ３成分だけを含んでいる時、Ｃ成分に由来する元素Ｍの酸化物換算固形分濃度（濃度Ｃ３）は０．０２〜１４質量％が好ましく、さらに、０．０４〜９．５質量％がより適している。濃度Ｃ３が１４質量％以下であると、加水分解反応が過剰に進むことはなく、安定した塗布液が得られる。
【００２７】
次に、３官能シラン化合物およびその加水分解縮合物の少なくとも一方（Ｂ３成分）と、４官能シラン化合物およびその加水分解縮合物の少なくとも一方（Ｂ４成分）が塗布液に含まれる場合を説明する。Ｂ３成分のモル数（ＭＢ３）と、Ｂ４成分のモル数（ＭＢ４）とのモル比（ＭＢ４／ＭＢ３）の値は、０．０１以上１以下が好ましい。モル比（ＭＢ４／ＭＢ３）が０．０１以上であると膜の硬度が向上し、１以下であると耐クラック性の低下を起こしにくい。さらに、モル比は、０．０１以上０．５以下が特に適している。
ここで、Ｂ３成分やＢ４成分が加水分解した場合でも、モル数は、加水分解前の構造を基準とした値である。また、Ｂ３成分とＢ４成分とＣ成分部との加水分解縮合物が含まれていても構わない。
以下、本発明の塗布液に含まれる各成分を詳細に説明する。
【００２８】
＜Ａ成分＞
Ａ成分は、金属アルコキシドとキレート形成可能な有機化合物であり、１種の有機化合物でも、２種以上を混合して用いてもよい。キレート剤としての効果の観点よりアセチルアセトンを用いることが特に好ましい。
この他にも、Ａ成分として、トリフルオルアセチルアセトン、ヘキサフルオルアセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、ベンゾイルトリフルオルアセトン、ジベンゾイルメタン、フロイルアセトン、トリフルオルフロイルアセトン、ベンゾイルフロイルメタン、テノイルアセトン、トリフルオルテノイルアセトン、フロイルテノイルアセトン、オキシン、２−メチルオキシン、４−メチルオキシン、５−メチルオキシン、６−メチルオキシン、７−メチルオキシン、オキシン−５−スルホン酸、７−ヨードオキシン−５−スルホン酸、キノリン−２−カルボン酸、キノリン−８−カルボン酸、８−ヒドロキシシノリン、４−ヒドロキシ−１，５−ナフチリジン、８−ヒドロキシ−１，６−ナフチリジン、８−ヒドロキシ−１，７−ナフチリジン、５−ヒドロキシキノキサリン、８−ヒドロキシキナゾリン、２，２′−ビピリジン、２−（２′−チエニル）ピリジン、１，１０−フェナントロリン、２−メチル−１，１０−フェナントロリン、５−メチル−１，１０−フェナントロリン、２，９−ジメチル−１，１０−フェナントロリン、４，７−ジメチル−１，１０−フェナントロリン、５−クロル−１，１０−フェナントロリン、６−ブロム−１，１０−フェナントロリン、５−ニトロ−１，１０−フェナントロリン、５−フェニル−１，１０−フェナントロリン、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、ジメチルグリオキシム、ジメチルグリオキシム−ｏ−メチルエステル、ジメチルジチオカルバミン酸、ジエチルジチオカルバミン酸、Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミン、１−ニトロソ−２−ナフトール、２−ニトロソ−１−ナフトール、３−ヒドロキシフラボン、５−ヒドロキシフラボン、１−（２−ピリジルアゾ）−２−ナフトール、４−（２−ピリジルアゾ）レゾルシン、２−（４′−ジメチルアミノフェニルアゾ）ピリジン、エリオクロムブラックＡ、エリオクロムブラックＴ、エリオクロムブルーブラックＢ、エリオクロムブルーブラックＲ、フタレインコンプレクソン、アルカノールアミン、およびヒドロキシ酸等を例示できる。
【００２９】
Ａ成分としては下記式（１）で表されるカルボニル基を２個以上有するカルボニル化合物が特に好適である。
【化１】
0006778007.tif 000002
【００３０】
式（３）において、Ｒ４は炭素数１〜１０の有機基である。Ｒ５は炭素数１〜１０の有機基または水酸基である。Ｒ４としては、例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基、フェニル基、フリル基、チエニル基、トリフルオロメチル基 、メトキシ基、およびエトキシ基等を挙げることができる。特にメチル基、エチル基、およびエトキシ基が好ましい。Ｒ５では、例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基、フェニル基、フリル基、チエニル基、トリフルオロ基、メトキシ基、およびエトキシ基等が有機基として例示できる。
【００３１】
＜Ｂ成分＞
Ｂ成分（３官能以上のシラン化合物）を配合することにより、塗布膜（透明被膜）の硬度や耐クラック性が向上する。特に、３官能シラン化合物は、嵩高い非官能性の有機基（炭素数１から８の非置換または置換アルキル基、炭素数６から１８の非置換または置換アリール基、またはビニル基）を有するため、被膜に可撓性が付与され、さらに被膜と基材（有機材料）との濡れ性が向上する。そのため、耐クラック性がさらに向上する。また、成膜工程における紫外線照射により、有機基の少なくとも一部が分解する場合でも、応力集中が緩和されることとなるため、これも耐クラック性の向上に寄与する。
【００３２】
前述の式（１）のＲ１において、炭素数１から８の非置換または置換アルキル基として、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ブチル基等が挙げられる。炭素数６から１８の非置換または置換アリール基として、フェニル基、ナフチル基、これらにアルキル基が置換した基等が挙げられる。前述の式（１）のＲ２において、炭素数１から８の非置換または置換アルコキシ基として、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、およびブトキシ基等が挙げられる。炭素数６から１８の非置換または置換アリールオキシ基として、フェノキシ基、ナフチルオキシ基、これらにアルキル基が置換した基等が挙げられる。ハロゲン原子として、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子等が挙げられる。
【００３３】
また、３官能シラン化合物としては、メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ）、メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ）、エチルトリエトキシシラン（ＥＴＥＳ）、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリエトキシシランγ-（メタ）アクリロオキシプロピルジメトキシシラン、およびγ-（メタ）アクリロオキシプロピルジエトキシシラン等が好適に挙げられる。これらは１種を用いてもよく任意の２種以上を混合して用いてもよい。ただし、Ｒ１があまり長鎖になると十分な硬度を得るのが困難となるおそれがある。またＲ１が互いに異なると、加水分解速度に違いが生じ、均一な反応が起こりにくくなるので、メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ）を用いることが好ましい。
【００３４】
４官能シラン化合物としては、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、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラクロロシラン、トリメトキシシラン等が挙げられる。特に、テトラエトキシシランが好ましい。
４官能シラン化合物は、１種単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。  
【００３５】
＜Ｃ成分＞
前述のように、Ｃ成分は、式（２）で表される金属アルコキシドおよびその加水分解縮合物の少なくとも一方である。Ｃ成分の金属元素ＭにはＳｉ以外の金属元素が選択される。具体的には、金属元素Ｍは、Ｂｅ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂ、Ｂｉ、ＣｅおよびＣｕから選ばれる少なくとも１種の元素のアルコキシドが用いられる。特に、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒが好ましい。
【００３６】
Ｃ成分としての金属アルコキシドには、アルミニウムトリメトキシド、アルミニウムトリエトキシド、アルミニウムトリプロポキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリｎ−ブトキシド、アルミニウムトリイソブトキシド、アルミニウムトリｔ−ブトキシド、アルミニウムトリペンチルオキシド、アルミニウムトリヘキシルオキシド、アルミニウムトリオクチルオキシド、アルミニウムトリベンジルオキシド、アルミニウムトリフェノキシド、アルミニウムトリメトキシエトキシド、アルミニウムトリメトキシエトキシエトキシド、アルミニウムトリメトキシプロポキシド、チタニウムテトラメトキシド、チタニウムテトラエトキシド、チタニウムテトラプロポキシド、チタニウムテトライソプロポキシド、チタニウムテトラメトキシエトキシド、チタンテトラブトキシド、ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウムテトラエトキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテトラメトキシエトキシド、ジルコニアブトキシド、ニオビウムペンタエトキシド、インジウムトリメトキシド、インジウムトリエトキシド、インジウムトリプロポキシド、インジウムトリイソプロポキシド、インジウムトリｎ−ブトキシド、インジウムトリイソブトキシド、インジウムトリｔ−ブトキシド、インジウムトリペンチルオキシド、インジウムトリヘキシルオキシド、インジウムトリオクチルオキシド、インジウムトリベンジルオキシド、インジウムトリフェノキシド、インジウムトリメトキシエトキシド、インジウムトリメトキシエトキシエトキシド、インジウムトリメトキシプロポキシド、アンチモニートリメトキシド、アンチモニートリエトキシド、アンチモニートリプロポキシド、アンチモニートリイソプロポキシド、アンチモニートリｎ−ブトキシド、およびアンチモニートリイソブトキシド等が挙げられる。これらは１種を用いてもよく任意の２種以上を混合して用いてもよいが、加水分解速度が適当で、入手が容易である観点よりチタニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテトラプロポキシドを用いることが好ましい。
【００３７】
＜金属酸化物粒子＞
金属酸化物粒子を配合することにより、塗布膜の硬度や耐擦傷性が向上する。具体的には、シリカ、シリカアルミナ、チタニア、ジルコニア、Ｓｂ２Ｏ５、ＳｎＯ２が例示され、これらの中から選ばれる１種、または混合物、またはこれらの複合酸化物、またはこれらの混合物が使用できる。その形状は、球状粒子以外にも、非球状（例えばラグビーボール、繭玉、ジャガイモのような歪な球形）、中空状、リング状、鎖状、棒状といった粒子も使用することができる。ただし、平均粒子最長径（ＤＬ）は５〜８０ｎｍであり、１０〜５０ｎｍの範囲にあることが好ましい。また、下記式で表される球状係数が０．３〜１であることが好ましく、０．５〜１．０であることがより好ましい。球状係数（＝ＤＳ／ＤＬ）が０．３未満の場合は、透明被膜中での粒子の分散性が不充分で、粒子が凝集することがあり、硬度や耐擦傷性が不充分となる場合がある。但し、ＤＳは最長径の中点で最長径と直交する平均粒子短径を示す。なお、平均粒子最長径（ＤＬ）および平均粒子短径（ＤＳ）は、電子顕微鏡写真を撮影し、任意の１００個の粒子について粒子径を測定し、その平均値として得たものである。
特に屈折率が高い塗布膜が要求される場合は、比較的屈折率が高いチタン、ジルコニウム、アンチモン、スズを含む金属酸化物粒子が選択される。
【００３８】
＜Ｄ成分＞
本塗布液には、製造工程に由来して、加水分解用触媒が０．２質量％程度残留することがある。本塗布液の用途に応じて、加水分解用触媒を除去することが望まれる。その場合には、例えば、イオン交換、中和、蒸留などにより加水分解用触媒を除去する。中和を行う場合は、酸中和物質が本塗布液中に残留する。以下、中和処理の場合を詳細に説明する。  Ｄ成分は、塗布液のｐＨを４〜８にするために添加される酸中和物質である。前述のＢ成分として３官能シラン化合物（Ｂ３成分）が含まれる場合、Ｂ３成分は酸触媒等の加水分解用触媒により加水分解される。配合液を中性に戻すために酸中和物質を添加する。配合液が酸性のままであると３官能シラン化合物が不溶性の固形分として析出しやすくなり好ましくない。本塗布液中に含まれるＤ成分は１質量％以下が好ましい。
酸中和物質には、金属不純分の混入、有機溶媒への溶解性の観点よりアミン化合物が好適である。アミン化合物として、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリメチルアミン、エチレンジアミン、ピペリジン、アニリン、およびピリジン等が挙げられる。酸中和物質を１種用いてもよいし、任意の２種以上の酸中和物質を混合して用いてもよい。
【００３９】
＜混合溶媒＞
本塗布液には、水および有機溶媒の混合溶媒が用いられる。ただし、有機溶媒として、前記成分（Ａ）金属アルコキシドとキレート形成可能な有機化合物（Ａ成分）は除外される。水と有機溶媒との混合比率としては、好ましくは水／有機溶媒（質量比）が２０／８０〜０．１／９９．９であり、より好ましくは１０／９０〜１／９９である。有機溶媒は、沸点が１２０℃以上であることが好ましい。より好ましくは１５０℃以上である。ただし、沸点が３００℃以下であることが好ましい。また、２０℃における有機溶媒の粘度が１〜４００ｍＰａ・ｓの範囲にあることが好ましく、２０〜３５０ｍＰａ・ｓの範囲にあることがより好ましい。また、複数の有機溶媒が混合される場合、沸点が１２０℃以上、２０℃における粘度が１〜４００ｍＰａ・ｓである有機溶媒が５０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましい。
有機溶媒として、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、ジアセトンアルコール、フルフリルアルコール、エチレングリコール、ヘキシレングリコール等のアルコール類、酢酸メチルエステル、酢酸エチルエステル等のエステル類、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル等のエーテル類、アセトン、およびメチルエチルケトン等のケトン類等が挙げられる。
【００４０】
なお、本塗布液には、その効果を阻害しない範囲で、任意成分を添加させることができる。例えば、無機酸化物微粒子、有機樹脂微粒子、オルガノポリシロキサン樹脂微粒子、顔料、着色料、帯電防止剤、および界面活性剤などを添加してもよい。
【００４１】
〔本塗布液の製造方法〕
本塗布液の製造方法は、下記の第１工程、第２工程および第３工程を含んでいる。
なお、金属酸化物粒子の配合は、第１工程〜第３工程の少なくとも１つの工程で行われる。特に、塗膜中に粒子を均一に分散させる観点から、粒子表面がＢ成分で処理される第１工程で配合を行う事が好ましい。その配合量は、金属酸化物粒子の固形分量とＡ〜Ｃ成分の固形分量との合計量に対して、１〜８０質量％である。配合に際しては、粒子が充分に分散できるよう撹拌下で行うことが望ましい。
第１工程：有機溶媒と、水と、Ｂ成分（式（１）で表される３官能以上のシラン化合物）と加水分解触媒とを配合して予備液１を調製する工程
ここで、Ｂ成分に４官能シラン化合物を使用した場合は、Ｂ成分の配合量は工程２におけるＣ成分の金属元素Ｍの１モルに対し、０．１モル以上９．０モル以下の範囲である。
また、Ｂ成分に３官能シラン化合物を使用した場合は、Ｂ成分の配合量は工程２におけるＣ成分の金属元素Ｍの１モルに対し、０．５モル以上８.０モル以下の範囲である。さらに、中和処理を実施して、予備液１のｐＨを５〜８の範囲に調整する。
第２工程：有機溶媒と、Ａ成分と、Ｃ成分（式（２）で表される金属アルコキシド）とを配合して金属アルコキシド溶液（予備液２）を調製する工程
ここで、Ａ成分は、Ｃ成分の金属元素Ｍの１モルに対し、０．２５モル以上２モル未満の範囲である。
第３工程：第１工程で得られた予備液１と、第２工程で得られた予備液２と、水とを配合し、５℃以上４０℃以下の温度で撹拌する工程
【００４２】
上述した各工程について、以下に詳しく説明する。
＜第１工程＞
Ｂ成分に４官能シラン化合物を使用する場合は、有機溶媒、水および加水分解用触媒の存在下、４官能シラン化合物を加水分解縮合させ、４官能シラン化合物およびその加水分解縮合物の少なくとも一方が混合溶媒に分散する溶液（予備液１）を調製する。あるいは、Ｂ成分に３官能シラン化合物を使用する場合は、有機溶媒、水および加水分解用触媒の存在下、３官能シラン化合物を加水分解縮合させ、さらに中和を実施して溶液のｐＨを５〜８の範囲にする。このようにして、３官能シラン化合物およびその加水分解縮合物のうち少なくとも一方が混合溶媒に分散する予備液１が得られる。通常、この第１工程では、有機溶媒に水、加水分解用触媒、Ｂ成分を添加し、５〜４０℃で５〜１２０分の撹拌を行い、予備液１を得る。
加水分解用触媒としては、（ａ）硝酸、酢酸、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、フッ化水素などの無機酸、（ｂ）シュウ酸、マレイン酸などのカルボン酸、（ｃ）メタンスルホン酸などのスルホン酸、および（ｄ）酸性或いは弱酸性の無機塩などの触媒を使用することができる。ただし、これらに限定されるものではない。また、これらの触媒を任意に複数種混合してもよい。加水分解触媒の量は、Ｂ成分の３官能以上のシラン化合物に対して０．００１〜１モル％（ＳｉＯ２換算、外割）の範囲内であることが好ましい。
【００４３】
水の量は、Ｂ成分の３官能以上のシラン化合物１モルに対し、０．５〜１０モル（ＳｉＯ２換算、外割）の範囲が好ましい。このモル比の範囲であれば、Ｂ成分の加水分解を効果的に進める点で有効である。なお、水の量は、より好ましくは１〜８モルの範囲である。
Ｂ成分の予備液１における量は、加水分解縮合が進行できる程度であれば、格別に限定されるものではないが、０．０１〜８質量％（ＳｉＯ２換算）の範囲が好ましい。
また、Ｂ成分が３官能シラン化合物の場合は、３官能シラン化合物の加水分解縮合物が生じてから、配合液を中性に戻すために酸中和物質を添加する。Ｂ成分を含んだ配合液が酸性のままであると３官能シラン化合物が不溶性の固形分として析出しやすくなり好ましくない。ここで３官能シラン溶液のｐＨは５〜８が好ましく、より好ましくはｐＨ６〜７．５が推奨される。
なお、酸中和物質（Ｄ成分）は必ずしも必須ではない。酸中和物質の添加によらず、イオン交換樹脂を用いて、加水分解用触媒を除去し、ｐＨを５〜８としてもよい。
【００４４】
＜第２工程＞
この工程では、有機溶媒にＡ成分とＣ成分（式（２）で表される金属アルコキシド）を添加し、撹拌することにより金属アルコキシドやその加水分解縮合物を含む金属アルコキシド溶液（予備液２）を調製する。有機溶媒、Ａ成分またはＣ成分は上述の通りである。
この工程におけるＣ成分のモル数（Ｍ３）に対するＡ成分のモル数（Ｍ１）のモル比（Ｍ１／Ｍ３）は、０．２５以上２．０未満の範囲にある。この工程で、Ａ成分はＣ成分のアルコキシ基に配位するが、モル比（Ｍ１／Ｍ３）が０．２５以上２．０未満の範囲にあれば、Ａ成分が有するキレート配位基に配位されない金属アルコキシドが残存するので、Ｃ成分の反応性を制御することができる。なお、モル比（Ｍ１／Ｍ３）は、０．５以上１．０以下の範囲がより好ましい。
モル比（Ｍ１／Ｍ３）が２．０以上の場合、金属アルコキシドのアルコキシ基に対する配位が進行しすぎるので、金属アルコキシドの安定化が過大となり、Ｂ成分との共加水分解縮合にも影響し、被膜形成用塗布液の低温硬化（８０〜３００℃）にも適さなくなるおそれがある。
この工程により得られる金属アルコキシド溶液は、Ａ成分が配位した金属アルコキシドやその加水分解縮合物を含んでいる。
【００４５】
〔第３工程〕
第１工程で調製した３官能以上のシラン溶液（予備液１）に、第２工程で調製した金属アルコキシド溶液（予備液２）を添加し、続いて水を添加し、５〜４０℃で撹拌し、本塗布液が得られる。
この工程の前に、予備液１に含まれるＢ成分、すなわち、加水分解縮合後におけるＢ成分の重量平均分子量（ポリスチレン換算）は、３００〜３０００の範囲であることが耐クラック性の観点から好ましい。なお、Ｂ成分の重量平均分子量は、５００〜１５００の範囲がより好ましい。ここで、重量平均分子量は、ＧＰＣにより求められる。
ここで、Ｂ成分が４官能シラン化合物の場合は、Ｂ成分のモル数（Ｍ２）とＣ成分のモル数（Ｍ３）とのモル比（Ｍ２／Ｍ３）が０．１以上９．０以下、好ましくは０．２以上５．０以下の範囲であることが好ましい。Ｂ成分が３官能シラン化合物の場合は、Ｂ成分のモル数（Ｍ２）とＣ成分のモル数（Ｍ３）とのモル比（Ｍ２／Ｍ３）が０．５以上８以下、好ましくは０．６以上７．５以下の範囲であることが好ましい。モル比（Ｍ２／Ｍ３）がこれらの範囲にあると、共加水分解反応が円滑に進むからである。
水の添加により、３官能以上のシランの加水分解縮合物と、金属アルコキシドの少なくとも一方との共加水分解縮合反応が促進されるので、緻密な被膜を得るうえで好ましい。
なお、Ｂ成分が３官能シラン化合物を含む場合は、本塗布液のｐＨは４〜８が好ましく、４〜７．５がより好ましい。
【００４６】
〔被膜付基材の製造方法〕
被膜付基材の製造方法は、本塗布液を基材に塗布する塗布工程と、基材上の塗布液を乾燥させて塗布膜を形成する乾燥工程と、基材上の塗布膜を硬化させて被膜付基材を形成する硬化工程を含む。硬化工程は、照射工程および加熱工程を含むことが好ましい。この乾燥工程と硬化工程について、好ましい態様としては、乾燥工程は基材上の塗布液を８０℃以上１５０℃以下で加熱する工程、硬化工程は、乾燥工程後の塗布膜付基材に対し紫外線を照射する照射工程および８０℃以上３００℃以下で加熱する加熱工程とからなる。
【００４７】
本塗布液を基材へ塗布する布方法としては、ディップ法、スピナー法、バーコート法、スプレー法、ロールコーター法、フレキソ印刷法、スリットコート法等従来公知の方法を採用することができる。基材としては、例えば、ガラス、ＩＴＯ膜が処理された基材、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＰＥＴ、およびＴＡＣ等の素材を用いたシート、フィルム、およびパネル等が挙げられる。
【００４８】
乾燥工程では、基材を変質させることなく所望の硬度、耐クラック性等が得られれば特に加熱温度に制限はないが、８０〜１５０℃の範囲が好ましく、９０〜１４０℃の範囲がより好ましい。また、乾燥工程では、１〜１０分程度加熱することが好ましい。
乾燥工程では、所望の硬度、耐クラック性等を有する被膜が得られれば一回の工程操作の中で乾燥および加熱を実施してもよく、乾燥した後乾燥温度より高温で加熱してもよい。この場合、乾燥工程が硬化工程を兼ねることもできる。乾燥方法や加熱方法としては従来公知の方法を採用することができる。また、電磁波照射処理を併用することもできる。
乾燥工程における加熱温度が８０℃未満の場合は、溶剤の残存や、−Ｍ−Ｏ−Ｍ−、または、−Ｍ−Ｏ−Ｓｉ−の架橋不足により、十分な膜強度が得られず、加熱乾燥温度が１５０℃を超えると、Ｂ成分の有機基が分解し、所望の膜特性が得られないことがある。
【００４９】
照射工程では、乾燥工程によって乾燥した透明被膜に紫外線（ＵＶ）を照射する。例えば、２ｋｗの高圧水銀灯を用いて３，０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射する。ＵＶ照射により、被膜内でＡ成分の脱離が生じて、被膜は加熱工程で架橋しやすい状態となる。
【００５０】
照射工程の後、被膜を８０〜３００℃の範囲で加熱する。この加熱工程により、透明被膜は十分に架橋の進んだ状態となる。加熱温度が８０〜３００℃の範囲にあれば、例えばＩＴＯ配線の抵抗変化を抑制することができる。なお、加熱時間は、１〜１０分が好ましい。
【００５１】
〔被膜付基材〕
前述の成膜方法により得られた被膜の平均膜厚（Ｔ）は２０〜２００ｎｍが好ましく、４０〜１５０ｎｍの範囲がより好ましい。被膜の平均膜厚（Ｔ）が２０ｎｍ以上であると、膜厚が十分であるため成膜できない部分（塗布ムラ）が生じにくく、成膜した効果も十分に得られる。一方、平均膜厚（Ｔ）が２００ｎｍ以下であると、クラックの発生を十分に抑制することができ、また、膜の硬度も十分なものとなる。
本発明による被膜は、液晶表示装置の電極基板と配向膜との間に用いる絶縁膜、タッチパネルの透明電極上の保護膜等に好適に用いることができる。
【実施例】
【００５２】
以下、透明被膜を形成するための塗布液の実施例を、具体的に説明する。本塗布液は、タッチパネルの透明電極上の保護膜等に適用することができる。本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
［実施例１］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
（第１工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）４９２６．４９ｇ、平均粒子径が２５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇ、純水２４３．５８ｇおよび濃度６１質量％の硝酸４．０６ｇを混合し、５分間撹拌する。ついで、撹拌しながらＢ成分（４官能シラン化合物）としてエチルシリケート（多摩化学（株）製：ＳｉＯ２濃度２８．８質量％）を９９５．０２ｇ添加し、３０分間撹拌する。このようにして、固形分濃度６．０質量％の予備液１を得る。
【００５３】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を２３８２．７ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を１１９．４０ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を６８２．０ｇ混合し、５分間撹拌する。これにより、固形分濃度６．０質量％の予備液２を得る。
【００５４】
（第３工程）
撹拌しながら予備液１に予備液２を混合し、１０分間撹拌した後、純水４９．７５を加え、５℃で１４４時間撹拌する。撹拌終了後、０．８μｍのフィルターで濾過を行い、凝集物等を除去して濃度ＣＴが６．０質量％の塗布液を調製する。
【００５５】
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表１に示す。なお、表１中でＡ成分（金属アルコキシドとキレート形成可能な有機化合物）のモル数をＭ１、Ｂ成分（３官能以上のシリカ化合物およびその加水分解縮合物の少なくとも一方）のモル数をＭ２とする。また、Ｂ成分として、３官能シリカ化合物およびその加水分解縮合物の少なくとも一方（Ｂ３成分）と、４官能シリカ化合物およびその加水分解縮合物の少なくとも一方（Ｂ４成分）とが共に存在する時、Ｂ３成分のモル数をＭＢ３、Ｂ４成分のモル数をＭＢ４とする。
式（２）で表される金属アルコキシドおよびその加水分解縮合物の少なくとも一方（Ｃ成分）のモル数をＭ３とする。
金属酸化物粒子の固形分含有量は、金属酸化物粒子の固形分量、Ａ成分の固形分量、Ｂ成分の固形分量、およびＣ成分の固形分量の合計量に対する割合である。
塗布液において、Ｂ成分に由来するＳｉＯ２換算固形分濃度を濃度Ｃ２、Ｃ成分に由来する元素Ｍの酸化物換算固形分濃度を濃度Ｃ３、金属酸化物粒子の固形分濃度ＣＦ、濃度Ｃ２と濃度Ｃ３と濃度ＣＦの合計を濃度ＣＴとする。
【００５６】
塗布液について経時安定性を下記の方法で評価する。結果を表１に示す。
《経時安定性》
塗布液を４０℃で７２時間加熱した後、Ｅ型粘度計（東機産業（株）製：ＴＶ−２５型）にて粘度を測定し、以下の基準で評価する。
◎：粘度に変化が認められない
○：わずかに粘度の増加がみられる（５ｍＰａ・ｓ未満）
×：明らかな粘度の増加がみられる（５ｍＰａ・ｓ以上）
【００５７】
《透明被膜付基材の評価》
透明被膜付基材について、膜厚、表面抵抗値および鉛筆硬度を下記の方法で測定する。結果を表１に示す。
《膜厚》
表面粗さ測定機（東京精密(株)製：サーフコム）にて測定する。
《表面抵抗値》
表面抵抗値は、表面抵抗測定機（（株）三菱化学アナリテック製：ハイレスターＵＸ  ＭＣＰ−ＨＴ８００）にて測定する。
《鉛筆硬度》
ＪＩＳ−Ｋ−５６００に準じて鉛筆硬度試験器により測定した。即ち、透明被膜表面に対して４５度の角度に鉛筆をセットし、所定の加重を負荷して一定速度で引っ張り、傷の有無を観察する。
【００５８】
膜厚、表面抵抗値および鉛筆硬度の評価用の透明被膜付基材は次の方法で準備する。
実施例１で得た塗布液をフレキソ印刷法により、ＩＴＯ膜付ガラス基板（ＡＧＣファブリテック（株）製、厚み：１．１ｍｍ）上に塗布する。９０℃で５分間乾燥し、ついで、波長３６５ｎｍの紫外線（３０００ｍＪ／ｃｍ２）と波長２５４ｎｍの紫外線（２０００ｍＪ／ｃｍ２）を照射した後、２３０℃で３０分間加熱して透明被膜付基材を得る。
【００５９】
透明被膜付基材について、全光線透過率、ヘイズおよび耐擦傷性を下記の方法で測定する。結果を表１に示す。
【００６０】
《全光線透過率およびヘイズ》
全光線透過率およびヘイズは、ヘーズメーター（スガ試験機（株）製）により測定する。
【００６１】
《耐擦傷性の測定》
＃００００スチールウールを透明被膜表面に当て、荷重２ｋｇ／ｃｍ２で１０回摺動し、膜の表面を目視観察し、以下の基準で耐擦傷性を評価する。
【００６２】
評価基準：
筋状の傷が認められない    ：◎
筋状に傷が僅かに認められる：○
筋状に傷が多数認められる  ：△
面が全体的に削られている  ：×
【００６３】
全光線透過率、ヘイズおよび耐擦傷性の評価用の透明被膜付基材は次の方法で準備する。
実施例１で得た塗布液をフレキソ印刷法により、シリカ膜付ガラス基板（ＡＧＣファブリテック（株）製、厚み：１．１ｍｍ）上に塗布する。９０℃で５分間乾燥し、ついで、波長３６５ｎｍの紫外線（３０００ｍＪ／ｃｍ２）と波長２５４ｎｍの紫外線（２０００ｍＪ／ｃｍ２）を照射した後、２３０℃で３０分間加熱して透明被膜付基材を得る。
【００６４】
透明被膜付基材について、屈折率を下記の方法で測定する。結果を表１に示す。
【００６５】
《屈折率》
分光エリプソメーター（ＳＯＰＲＡ（株）製：ＥＳ４Ｇ、＠５５０ｎｍ）にて測定する。
【００６６】
屈折率の評価用の透明被膜付基材は次の方法で準備する。
実施例１で得た塗布液をフレキソ印刷法により、６インチシリコンウェハ（（株）松崎製作所製、厚み：０．６２５ｍｍ）上に塗布する。９０℃で５分間乾燥し、ついで、波長３６５ｎｍの紫外線（３０００ｍＪ／ｃｍ２）と波長２５４ｎｍの紫外線（２０００ｍＪ／ｃｍ２）を照射した後、２３０℃で３０分間加熱して透明被膜付基材を得る。
【００６７】
透明被膜付基材について、耐クラック性を下記の方法で測定した。結果を表１に示す。
【００６８】
《塗布膜の耐クラック性》
塗布膜の表面を目視観察し、以下の基準で耐クラック性を評価する。
◎：塗布面内にクラックが認められない
○：エッジ部に僅かにクラックが認められる
×：塗布面内にクラックが生じる
【００６９】
塗布膜の耐クラック性の評価用の透明被膜付基材は次の方法で準備する。
２μｍ厚みのアクリル樹脂層をシリカ膜付ガラス基板（ＡＧＣファブリテック（株）製、厚み：１．１ｍｍ）上に形成した。アクリル樹脂層はバーコーター（Ｎｏ．４）を用いて塗布し、次いで８０℃で２分間乾燥した後、波長３６５ｎｍの紫外線（３００ｍＪ／ｃｍ２）を照射する。実施例１で得た塗布液をフレキソ印刷法にて、該アクリル樹脂層付ガラス基板上に塗布し、９０℃で５分間乾燥し、次に、３０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射した後、２３０℃で３０分間加熱して透明被膜付基材を得る。
【００７０】
［実施例２］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表１に示す。
【００７１】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を２０４７．４ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を４５４．４４ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を６８２．３ｇ混合し、５分間撹拌する。これにより、固形分濃度６．０質量％の予備液２を得る。
【００７２】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表１に示す。
【００７３】
［実施例３］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表１に示す。
【００７４】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を２４４．９８ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を５０．７９ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を６８２．３ｇ混合し、５分間撹拌する。これにより、固形分濃度６．０質量％の予備液２を得る。
【００７５】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表１に示す。
【００７６】
［実施例４］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表１に示す。
（第１工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）６５４９．３２ｇ、平均粒子径が２５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇ、純水３２０．９６ｇおよび濃度６１質量％の硝酸５．３５ｇを混合し、５分間撹拌する。ついで、撹拌しながらＢ成分（４官能シラン化合物）としてエチルシリケート（多摩化学（株）製：ＳｉＯ２濃度２８．８質量％）を１４４２．７９ｇ添加し、３０分間撹拌する。このようにして、固形分濃度６．０質量％の予備液１を得る。
【００７７】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を７７４．２１ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を３８．８７ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を２２１．７５ｇ混合し、５分間撹拌する。これにより、固形分濃度６．０質量％の予備液２を得る。
【００７８】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表１に示す。
【００７９】
［実施例５］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表１に示す。
（第１工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）２２２１．７７ｇ、平均粒子径が２５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇ、純水１１４．６３ｇおよび濃度６１質量％の硝酸１．９１ｇを混合し、５分間撹拌する。ついで、撹拌しながらＢ成分（４官能シラン化合物）としてエチルシリケート（多摩化学（株）製：ＳｉＯ２濃度２８．８質量％）を２４８．７６ｇ添加し、３０分間撹拌する。このようにして、固形分濃度６．０質量％の予備液１を得る。
【００８０】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を５０６２．１５ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を２５４．１３ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を１４４９．８９ｇ混合し、５分間撹拌する。これにより、固形分濃度６．０質量％の予備液２を得る。
【００８１】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表１に示す。
【００８２】
［実施例６］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表１に示す。
（第１工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）５８４６．３３ｇ、平均粒子径が２５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）２９８．５１ｇ、純水１２１．７９ｇおよび濃度６１質量％の硝酸２．０３ｇを混合し、５分間撹拌する。ついで、撹拌しながらＢ成分（４官能シラン化合物）としてエチルシリケート（多摩化学（株）製：ＳｉＯ２濃度２８．８質量％）を４９７．５１ｇ添加し、３０分間撹拌する。このようにして、固形分濃度６．０質量％の予備液１を得る。
【００８３】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を２７８３．１３ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を５９．７９ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を３４１．１５ｇ混合し、５分間撹拌する。これにより、固形分濃度６．０質量％の予備液２を得る。
【００８４】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表１に示す。
【００８５】
［実施例７］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表１に示す。
（第１工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）４００６．６５ｇ、平均粒子径が２５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）８９５．５２ｇ、純水３６５．３７ｇおよび濃度６１質量％の硝酸６．０９ｇを混合し、５分間撹拌する。ついで、撹拌しながらＢ成分（４官能シラン化合物）としてエチルシリケート（多摩化学（株）製：ＳｉＯ２濃度２８．８質量％）を１４９２．５４ｇ添加し、３０分間撹拌する。このようにして、固形分濃度６．０質量％の予備液１を得る。
【００８６】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を１９８１．２４ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を１７９．３８ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を１０２３．４５ｇ混合し、５分間撹拌する。これにより、固形分濃度６．０質量％の予備液２を得る。
【００８７】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表１に示す。
【００８８】
［実施例８］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表１に示す。
（第１工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）４２６５．３３ｇ、平均粒子径が２５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇ、純水２１２．０６ｇおよび濃度６１質量％の硝酸３．５３ｇを混合し、５分間撹拌する。ついで、撹拌しながらＢ成分（４官能シラン化合物）としてエチルシリケート（多摩化学（株）製：ＳｉＯ２濃度２８．８質量％）を８１２．６０ｇ添加し、３０分間撹拌する。このようにして、固形分濃度６．０質量％の予備液１を得る。
【００８９】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を２７３２．８７ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を１７５．４ｇ、Ｃ成分としてノルマルプロピルジルコネート（マツモトファインケミカル（株）製オルガチックスＺＡ−４５、ＺｒＯ２濃度２１．２質量％）を１１５１．６９ｇ混合し、５分間撹拌する。これにより、固形分濃度６．０質量％の予備液２を得る。
【００９０】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表１に示す。
【００９１】
［実施例９］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表１に示す。
（第１工程）
Ｂ成分（３官能シラン化合物）としてＫＢＭ−１３（信越化学工業（株）製：ＳｉＯ２濃度４４．１質量％）５７４．００ｇおよびソルミックスＡＰ−１１（日本アルコール販売（株）製）１５０９．３２ｇを混合し、３０分撹拌する。ついで撹拌しながら濃度０．１質量％の硝酸４５９．４ｇを３０分かけて逐次添加し、３０分間撹拌する。この時のｐＨは２．０であった。これに撹拌しながらトリエタノールアミン（林純薬工業（株）製）４．０７ｇを添加し、１０分撹拌して固形分濃度９．９質量％の予備液１−１を調製する。この時のｐＨは７．１であった。
ついで、ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）３０６５．４０ｇに撹拌しながら平均粒子径が２５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇを混合し、５分間撹拌する。これに撹拌しながら予備液１−１を添加し３０分間撹拌して固形分濃度６．０質量％の予備液１を調製する。
【００９２】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を２７９９．０７ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を１４０．５２ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を８０１．７１ｇ混合し、５分間撹拌して固形分濃度６．０質量％の予備液２を調製する。
【００９３】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表１に示す。
【００９４】
［実施例１０］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表１に示す。
（第１工程）
Ｂ成分（３官能シラン化合物）としてＫＢＭ−１３（信越化学工業（株）製：ＳｉＯ２濃度４４．１質量％）８１２．２７ｇおよびソルミックスＡＰ−１１（日本アルコール販売（株）製）２１３５．８３ｇを混合し、３０分撹拌する。ついで撹拌しながら濃度０．１質量％の硝酸６４９．７３ｇを３０分かけて逐次添加し、３０分間撹拌する。この時のｐＨは２．０であった。これに撹拌しながらトリエタノールアミン（林純薬工業（株）製）５．７６ｇを添加し、１０分撹拌して固形分濃度９．９質量％の予備液１−１を調製する。この時のｐＨは７．０であった。
ついで、ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）３７５９．５９ｇに撹拌しながら平均粒子径が２５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇを混合し、５分間撹拌する。これに撹拌しながら予備液１−１を添加し３０分間撹拌して固形分濃度６．０質量％の予備液１を調製する。
【００９５】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬(株)製）を１４８８．８７ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬(株)製）を７４．７４ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を４２６．４４ｇ混合し、５分間撹拌して固形分濃度６．０質量％の予備液２を調製する。
【００９６】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表１に示す。
【００９７】
［実施例１１］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表１に示す。
（第１工程）
Ｂ成分（３官能シラン化合物）としてＫＢＭ−１３（信越化学工業（株）製：ＳｉＯ２濃度４４．１質量％）９２０．５７ｇおよびソルミックスＡＰ−１１（日本アルコール販売（株）製）２４２０．６１ｇを混合し、３０分撹拌する。
ついで撹拌しながら濃度０．１質量％の硝酸７３６．３６ｇを３０分かけて逐次添加し、３０分間撹拌する。この時のｐＨは２．０であった。これに撹拌しながらトリエタノールアミン（林純薬工業(株)製）６．５３ｇを添加し、１０分撹拌して固形分濃度９．９質量％の予備液１−１を調製する。この時のｐＨは７．１であった。
ついで、ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）４０７５．１３ｇに撹拌しながら平均粒子径が２５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇを混合し、５分間撹拌する。これに撹拌しながら予備液１−１を添加し３０分間撹拌して固形分濃度６．０質量％の予備液１を調製する。
【００９８】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬(株)製）を８９３．３２ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を４４．８５ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を２５５．８６ｇ混合し、５分間撹拌して固形分濃度６．０質量％の予備液２を調製する。
【００９９】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表１に示す。
【０１００】
［実施例１２］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表１に示す。
（第１工程）
Ｂ成分（３官能シラン化合物）としてＫＢＭ−１３（信越化学工業（株）製：ＳｉＯ２濃度４４．１質量％）３２４．９１ｇおよびソルミックスＡＰ−１１（日本アルコール販売（株）製）８５４．３３ｇを混合し、３０分撹拌する。ついで撹拌しながら濃度０．１質量％の硝酸２５９．８９ｇを３０分かけて逐次添加し、３０分間撹拌する。この時のｐＨは２．０であった。これに撹拌しながらトリエタノールアミン（林純薬工業（株）製）２．３０ｇを添加し、１０分撹拌して固形分濃度９．９質量％の予備液１−１を調製する。この時のｐＨは７．１であった。
ついで、ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）２３３９．６５ｇに撹拌しながら平均粒子径が２５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇを混合し、５分間撹拌する。これに撹拌しながら予備液１−１を添加し３０分間撹拌して固形分濃度６．０質量％の予備液１を調製する。
【０１０１】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を４１６８．８３ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬(株)製）を２０９．２８ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を１１９４．０３ｇ混合し、５分間撹拌して固形分濃度６．０質量％の予備液２を調製する。
【０１０２】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表１に示す。
【０１０３】
〔実施例１３〕
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表１に示す。
（第１工程）
Ｂ３成分（３官能シラン化合物）としてＫＢＭ−１３（信越化学工業（株）製：ＳｉＯ２濃度４４．１質量％）３８２．６７ｇおよびソルミックスＡＰ−１１（日本アルコール販売（株）製）１００６．２１ｇを混合し、３０分撹拌した。ついで撹拌しながら濃度０．１質量％の硝酸３０６．０９ｇを３０分かけて逐次添加し、３０分間撹拌する。この時のｐＨは２．０であった。これに撹拌しながらトリエタノールアミン（林純薬工業（株）製）２．７１ｇを添加し、１０分撹拌して固形分濃度９．９質量％の予備液１−１を調製する。この時のｐＨは６．９であった。
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）３５６９．８０ｇに撹拌しながら平均粒子径が２５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇ、純水５０．６３ｇおよび濃度６１質量％の硝酸０．８４ｇを混合し、５分間撹拌する。ついで、撹拌しながらＢ４成分（４官能シラン化合物）としてエチルシリケート（多摩化学（株）製：ＳｉＯ２濃度２８．８質量％）を２９２．９８ｇ添加し、３０分間撹拌する。これに撹拌しながら予備液１−１を添加し３０分間撹拌して固形分濃度６．０質量％の予備液１を調製する。
【０１０４】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を２７９９．０７ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を１４０．５２ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を８０１．７１ｇ混合し、５分間撹拌して固形分濃度６．０質量％の予備液２を調製する。
【０１０５】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表１に示す。
【０１０６】
［実施例１４］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表２に示す。
（第１工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）４７１７．１７ｇ、平均粒子径が２５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）２９８．５１ｇ、純水２２９．２５ｇおよび濃度６１質量％の硝酸３．８２ｇを混合し、５分間撹拌する。ついで、撹拌しながらＢ成分（４官能シラン化合物）としてエチルシリケート（多摩化学（株）製：ＳｉＯ２濃度２８．８質量％）を１１１９．４０ｇ添加し、３０分間撹拌する。このようにして、固形分濃度６．０質量％の予備液１を得る。
【０１０７】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を２６７９．９６ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を１３４．５４ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を７６７．５９ｇ混合し、５分間撹拌する。これにより、固形分濃度６．０質量％の予備液２を得る。
【０１０８】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表２に示す。
【０１０９】
［実施例１５］
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表２に示す。
（第１工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）５５５４．４３ｇ、平均粒子径が２５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）１４９２．５４ｇ、純水２８６．５７ｇおよび濃度６１質量％の硝酸４．７８ｇを混合し、５分間撹拌する。ついで、撹拌しながらＢ成分（４官能シラン化合物）としてエチルシリケート（多摩化学（株）製：ＳｉＯ２濃度２８．８質量％）を６２１．８９ｇ添加し、３０分間撹拌する。このようにして、固形分濃度６．０質量％の予備液１を得る。
【０１１０】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を１４８８．８７ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を７４．７４ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を４２６．４４ｇ混合し、５分間撹拌する。これにより、固形分濃度６．０質量％の予備液２を得る。
【０１１１】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表２に示す。
【０１１２】
［実施例１６］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
第１工程において、平均粒子径が１２ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇを用いたこと以外は実施例１と同様にして、濃度ＣＴが６．０質量％の塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表２に示す。
【０１１３】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表２に示す。
【０１１４】
［実施例１７］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
第１工程において、平均粒子径が４５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇを用いたこと以外は実施例１と同様にして、濃度ＣＴが６．０質量％の塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表２に示す。
【０１１５】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表２に示す。
【０１１６】
［実施例１８］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
第１工程において、平均粒子最長径が５０ｎｍで球状係数が０．５の鎖状シリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇを用いたこと以外は実施例１と同様にして、濃度ＣＴが６．０質量％の塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表２に示す。
【０１１７】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表２に示す。
【０１１８】
［実施例１９］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
第１工程において、平均粒子径が１２ｎｍのシリカアルミナ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２・Ａｌ２Ｏ３濃度２０質量％）５９７．０１ｇを用いたこと以外は実施例１と同様にして、濃度ＣＴが６．０質量％の塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表２に示す。
【０１１９】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表２に示す。
【０１２０】
［実施例２０］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
第１工程において、平均粒子最長径が２０ｎｍで球状係数が０．７のチタニア粒子のヘキシレングリコール分散液（ＴｉＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇを用いたこと以外は実施例１と同様にして、濃度ＣＴが６．０質量％の塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表２に示す。
【０１２１】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表２に示す。
【０１２２】
［実施例２１］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
第１工程において、平均粒子最長径が２０ｎｍで球状係数が０．６のジルコニア粒子のヘキシレングリコール分散液（ＺｒＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇを用いたこと以外は実施例１と同様にして、濃度ＣＴが６．０質量％の塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表２に示す。
【０１２３】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表２に示す。
【０１２４】
［実施例２２］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
第１工程において、２０ｎｍ五酸化アンチモン粒子のヘキシレングリコール分散液（Ｓｂ２Ｏ５濃度２０質量％）５９７．０１ｇを用いたこと以外は実施例１と同様にして、濃度ＣＴが６．０質量％の塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表２に示す。
【０１２５】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表２に示す。
【０１２６】
［実施例２３］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
第１工程において、平均粒子径が８ｎｍの二酸化スズ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｎＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇを用いたこと以外は実施例１と同様にして、濃度ＣＴが６．０質量％の塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表２に示す。
【０１２７】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表２に示す。
【０１２８】
［比較例１］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表３に示す。
（第１工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）５９６５．５２ｇ、平均粒子径が２５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）０．２５ｇ、純水３．５９ｇおよび濃度６１質量％の硝酸０．０６ｇを混合し、５分間撹拌する。ついで、撹拌しながらＢ成分（４官能シラン化合物）としてエチルシリケート（多摩化学（株）製：ＳｉＯ２濃度２８．８質量％）を２０．６３ｇ添加し、３０分間撹拌する。このようにして、固形分濃度０．１質量％の予備液１を得る。
【０１２９】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を３９４３．５８ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を２．４８ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を１４．１４ｇ混合し、５分間撹拌する。これにより、固形分濃度０．１質量％の予備液２を得る。
【０１３０】
（第３工程）
撹拌しながら予備液１に予備液２を混合し、１０分間撹拌した後、純水４９．７５を加え、５℃で１４４時間撹拌する。撹拌終了後、０．８μｍのフィルターで濾過を行い、凝集物等を除去して濃度ＣＴが０．１質量％の塗布液を調製する。
【０１３１】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表３に示す。
【０１３２】
［比較例２］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表３に示す。
（第１工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）１６８７．７１ｇ、平均粒子径が２５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）６３４３．２８ｇ、純水８４１．７９ｇおよび濃度６１質量％の硝酸１４．０３ｇを混合し、５分間撹拌する。ついで、撹拌しながらＢ成分（４官能シラン化合物）としてエチルシリケート（多摩化学（株）製：ＳｉＯ２濃度２８．８質量％）を４６６．４２ｇ添加し、３０分間撹拌する。このようにして、固形分濃度１５．０質量％の予備液１を得る。
【０１３３】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を２２１．１３ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を５６．０６ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を３１９．８３ｇ混合し、５分間撹拌する。これにより、固形分濃度１５．０質量％の予備液２を得る。
【０１３４】
（第３工程）
撹拌しながら予備液１に予備液２を混合し、１０分間撹拌した後、純水４９．７５を加え、５℃で１４４時間撹拌する。撹拌終了後、０．８μｍのフィルターで濾過を行い、凝集物等を除去して濃度ＣＴが１５．０質量％の塗布液を調製する。
【０１３５】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表３に示す。
【０１３６】
［比較例３］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
第１工程において、平均粒子径が１２０ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇを用いたこと以外は実施例１と同様にして、濃度ＣＴが６．０質量％の塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表３に示す。
【０１３７】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表３に示す。
【０１３８】
［比較例４］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表３に示す。
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を１５４５．０７ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を９５６．７１ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を６８２．３０ｇ混合し、５分間撹拌する。これにより、固形分濃度６．０質量％の予備液２を得る。
【０１３９】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表３に示す。
【０１４０】
［比較例５］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表３に示す。
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を２４５３．９４ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を４７．８４ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を６８２．３０ｇ混合し、５分間撹拌する。これにより、固形分濃度６．０質量％の予備液２を得る。
【０１４１】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表３に示す。
【０１４２】
［比較例６］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表３に示す。
（第１工程）
Ｂ成分（３官能シラン化合物）としてＫＢＭ−１３（信越化学工業（株）製：ＳｉＯ２濃度４４．１質量％）９５３．０３ｇおよびソルミックスＡＰ−１１（日本アルコール販売(株)製）２５０６．０４ｇを混合し、３０分撹拌する。ついで撹拌しながら濃度０．１質量％の硝酸７６２．３４ｇを３０分かけて逐次添加し、３０分間撹拌する。この時のｐＨは２．０であった。これに撹拌しながらトリエタノールアミン（林純薬工業（株）製）６．７６ｇを添加し、１０分撹拌して固形分濃度９．９質量％の予備液１−１を調製する。この時のｐＨは７．１であった。
ついで、ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）４１６９．８ｇに撹拌しながら平均粒子径が２５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇを混合し、５分間撹拌する。これに撹拌しながら予備液１−１を添加し３０分間撹拌して固形分濃度６．０質量％の予備液１を調製する。
【０１４３】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を７１４．６６ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬（株）製）を３５．８８ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を２０４．６９ｇ混合し、５分間撹拌して固形分濃度６．０質量％の予備液２を調製する。
【０１４４】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表３に示す。
【０１４５】
［比較例７］
《透明被膜形成用の塗布液の調製》
以下の工程以外は、実施例１と同様にして、塗布液を調製する。
得られた塗布液における各成分の濃度、モル比等を表３に示す。
（第１工程）
Ｂ成分（３官能シラン化合物）としてＫＢＭ−１３（信越化学工業（株）製：ＳｉＯ２濃度４４．１質量％）５４．１５ｇおよびソルミックスＡＰ−１１（日本アルコール販売（株）製）１４２．３９ｇを混合し、３０分撹拌する。ついで撹拌しながら濃度０．１質量％の硝酸４３．３２ｇを３０分かけて逐次添加し、３０分間撹拌する。この時のｐＨは２．０であった。これに撹拌しながらトリエタノールアミン（林純薬工業（株）製）０．３８ｇを添加し、１０分撹拌して固形分濃度９．９質量％の予備液１−１を調製する。この時のｐＨは７．０であった。
ついで、ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）１５５０．０８ｇに撹拌しながら平均粒子径が２５ｎｍのシリカ粒子のヘキシレングリコール分散液（ＳｉＯ２濃度２０質量％）５９７．０１ｇを混合し、５分間撹拌する。これに撹拌しながら予備液１−１を添加し３０分間撹拌して固形分濃度６．０質量％の予備液１を調製する。
【０１４６】
（第２工程）
ヘキシレングリコール（和光純薬（株）製）を５６５７．７ｇ、Ａ成分としてアセチルアセトン（和光純薬(株)製）を２８４．０２ｇ、Ｃ成分としてテトライソプロピルチタネート（マツモトファインケミカル（株）製：オルガチックスＴＡ−１０、ＴｉＯ２濃度２８質量％）を１６２０．４７ｇ混合し、５分間撹拌して固形分濃度６．０質量％の予備液２を調製する。
【０１４７】
《透明被膜付基材の評価》
この塗布液を使用する以外は実施例１と同様にして、測定、評価した。結果を表３に示す。
【０１４８】
【表１】
0006778007.tif 000003
【０１４９】
【表２】
0006778007.tif 000004
【０１５０】
【表３】
0006778007.tif 000005
【０１５１】
〔評価結果〕
表１および２に示すように、実施例１〜２３は、本発明の塗布液を用いて製造された透明被膜付基材は、鉛筆硬度、耐擦傷性および耐クラック性に優れることがわかる。
一方、表３に示す比較例１〜７の塗布液を用いた透明被膜付基材では、硬度および耐クラック性の双方を満足させることはできない。