金属氧化物复合溶胶、涂布组合物和光学部件制造技术

本发明专利技术提供可以基本完全抑制光激发导致的胶体粒子变色，耐光性、耐气候性优异的含有氧化钛的高折射率金属氧化物复合胶体粒子的溶胶。本发明专利技术是一种氧化钛－氧化锡－氧化锆－氧化钨复合胶体粒子，初级粒子粒径为２～５０ｎｍ，ＳｎＯ２／ＴｉＯ２的摩尔比为０．１～１．０，ＺｒＯ２／ＴｉＯ２的摩尔比为０．１～０．４，并且ＷＯ３／ＴｉＯ２的摩尔比为０．０３～０．１５。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及初级粒子粒径为2～50nm、SnO2/TiO2的摩尔比为0.1～1.0、ZrO2/TiO2的摩尔比为0.1～0.4、并且WO3/TiO2的摩尔比为0.03～0.15的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子，以及以上述氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子为核、并且在该粒子表面上被覆有初级粒子粒径为1～7nm的酸性氧化物的胶体粒子的、被覆有酸性氧化物的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子，以及将这些复合胶体粒子分散在水和/或有机溶剂中而成的溶胶。此外，本专利技术涉及含有上述氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子的涂布组合物，和含有以氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子为核、并在该粒子表面上被覆有初级粒子粒径为1～7nm的酸性氧化物的胶体粒子的、被覆有酸性氧化物的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子的涂布组合物，还涉及使用上述涂布组合物而成的光学部件，还涉及形成的被覆物耐温水性优异、进而当在该被覆物上赋予无机氧化物的蒸镀膜(防反射膜等)时被覆物的耐气候性、耐光性不降低、特别是基本完全抑制紫外线引起的变色的涂布组合物和光学部件。本专利技术的复合胶体粒子可以用于塑料透镜的表面、液晶显示器、等离子体显示器等的各种显示器屏幕的硬涂层被膜或防反射被膜等各种用途，分散有本专利技术的复合胶体粒子的溶胶适合作为它们的涂布组合物使用。
技术介绍
近年来，为了改进塑料透镜的表面，使用高折射率的金属氧化物溶胶作为在透镜基材上使用的硬涂层被膜的成分。作为高折射率的金属氧化物，代表性的有氧化钛。例如，作为高折射率的金属氧化物溶胶，已知氧化钛-氧化锡-氧化锆复合溶胶(参照专利文献1。)、将氧化钛-氧化锡-氧化锆复合溶胶用五氧化二锑胶体被覆而成的复合溶胶(参照专利文献2。)、用于在含有氧化钛的核粒子和锑氧化物被覆层之间由二氧化硅和二氧化锆形成中间层的复合氧化物粒子的溶胶(参照专利文献3。)等。另一方面，已知氧化钛容易受到紫外线等光线的激发，发挥氧化还原作用，具有使有机化合物分解等光催化效果，进而还已知，如果以特定比例含有氧化钨，则可以提高光催化活性(参照专利文献4。)。此外，塑料成型物，发挥其重量轻、易加工性、抗冲击性等优点而被大量使用，但另一方面，硬度不充分而容易受伤，容易出现被溶剂浸蚀，因带电而吸附灰尘、耐热性不充分等问题，所以在作为眼镜透镜、窗材等使用时，与无机玻璃成型体相比具有实用上的缺点。因此，提出了在塑料成型体上赋予保护涂层。实际上已提出了多种在涂层中使用的涂布组合物。作为可以得到硬度与无机系接近的被膜的涂布组合物，已经将以有机硅化合物或其水解物作为主成分(树脂成分或涂膜形成成分)的涂布组合物在眼镜透镜用途中使用(参照专利文献5。)。-->由于上述涂布组合物耐擦伤性仍然不能令人满意，所以还提出了向其中进一步加入了分散成胶体状的二氧化硅溶胶的涂布组合物，其已经在眼镜透镜用途中实际应用了(参照专利文献6。)。以往的塑料制眼镜透镜大多数是通过使二甘醇二烯丙基碳酸酯单体注射成型聚合而制造的。该透镜的折射率约为1.50，低于玻璃透镜的折射率(约1.52)，所以在近视用透镜的情况中，具有边缘厚度厚的缺点。因此，近年来开发了折射率比二甘醇二烯丙基碳酸酯高的单体，提出了高折射率树脂材料(参照专利文献7、8。)。已提出了相对于这种高折射率树脂透镜，使用Sb、Ti的金属氧化物微粒的胶体分散体作为涂布材料的方法(参照专利文献9、10。)。此外，还公开了一种含有初级粒子粒径为2～100nm、稳定的改性金属氧化物溶胶的涂布组合物，所述稳定的改性金属氧化物溶胶含有硅烷偶联剂，并且还含有以初级粒子粒径为2～60nm的金属氧化物的胶体粒子(A)为核、在其表面由酸性氧化物的胶体粒子形成了被覆物(B)、从而得到的粒子(C)，并且换算成金属氧化物以2～50质量％的比例含有(C)。作为使用的胶体粒子的具体例，公开了使用被含有烷基胺的五氧化二锑被覆的改性氧化钛-氧化锆-氧化锡复合胶体等(参照专利文献11。)。专利文献1：特开平10-310429号公报专利文献2：特开2001-122621号公报专利文献3：特开2002-363442号公报专利文献4：特开2005-231935号公报专利文献5：特开昭52-11261号公报专利文献6：特开昭53-111336号公报专利文献7：特开昭55-13747号公报专利文献8：特开昭64-54021号公报专利文献9：特开昭62-151801号公报专利文献10：特开昭63-275682号公报专利文献11：特开2001-123115号公报
技术实现思路
在使用含有氧化钛的胶体粒子作为塑料透镜基材的硬涂层被膜的成分时，由于氧化钛所产生的光催化效果，会使作为粘合剂的有机化合物分解，使硬涂层被膜的强度降低，或因有机物的分解而着色，使含有氧化钛的胶体粒子本身变色等，在要求无色透明的被膜的眼镜用塑料透镜用途中成为缺点。所以抑制含有氧化钛的胶体粒子的光催化效果的发挥、胶体粒子本身的变色是一个课题。例如在专利文献1或专利文献2中记载了，通过复合氧化钛、氧化锡和氧化锆，抑制了紫外线引起的氧化钛、氧化锡的变色，但不能说是充分抑制变色。此外，在专利文献3中尝试了在含有氧化钛的核粒子和锑氧化物被膜层之间设置二氧化硅、氧化锆的中间薄膜层，从而抑制光引起含有氧化钛的核粒子活化，但该效果不充分，另外由于至少形成2层以上的被覆层，所以制造工序复杂，效率低。本专利技术人对抑制含有氧化钛的胶体粒子的光催化活性的方法进行了深入研究，结果令人惊奇地发现，通过以特定的范围组合氧化钛、氧化锡和氧化锆而成氧化物复合胶体-->粒子，并进一步以特定的比例复合氧化钨，则可以提供基本完全抑制光激发造成的胶体粒子变色，耐光性、耐气候性优异的含有氧化钛的高折射率的金属氧化物复合胶体粒子的溶胶以及含有该胶体粒子的涂布组合物和光学部件，从而完成本专利技术。如专利文献4中的记载，过去已知在氧化钛中仅仅复合氧化钨时会提高光催化活性，这在本专利技术中为不希望的现象，令人惊奇的发现与该现象相反的效果。即、本专利技术的观点1是一种氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子，初级粒子粒径为2～50nm，SnO2/TiO2的摩尔比为0.1～1.0，ZrO2/TiO2的摩尔比为0.1～0.4，并且WO3/TiO2的摩尔比为0.03～0.15。本专利技术的观点2是如观点1所述的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子，上述氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子还含有选自铁、铜、锌、钇、铌、钼、铟、锑、钽、铅、铋和铈中的1种或2种以上金属M的氧化物，并且M/TiO2的摩尔比为0.01～0.1。本专利技术的观点3是一种被覆有酸性氧化物的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子，以初级粒子粒径为2～50nm、SnO2/TiO2的摩尔比为0.1～1.0、ZrO2/TiO2的摩尔比为0.1～0.4、并且WO3/TiO2的摩尔比为0.03～0.15的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子为核，并且在该粒子表面上被覆有初级粒子粒径为1～7nm的酸性氧化物胶体粒子。本专利技术的观点4是如观点3所述的被覆有酸性氧化物的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子，上述氧化钛-氧化锡-氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化钛－氧化锡－氧化锆－氧化钨复合胶体粒子，初级粒子粒径为２～５０ｎｍ，ＳｎＯ↓［２］／ＴｉＯ↓［２］的摩尔比为０．１～１．０，ＺｒＯ↓［２］／ＴｉＯ↓［２］的摩尔比为０．１～０．４，并且ＷＯ↓［３］／ＴｉＯ↓［２］的摩尔比为０．０３～０．１５。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-10-3 260148/2007;JP 2007-10-3 260149/2007;1.一种氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子，初级粒子粒径为2～50nm，SnO2/TiO2的摩尔比为0.1～1.0，ZrO2/TiO2的摩尔比为0.1～0.4，并且WO3/TiO2的摩尔比为0.03～0.15。2.如权利要求1所述的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子，上述氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子还含有选自铁、铜、锌、钇、铌、钼、铟、锑、钽、铅、铋和铈中的1种或2种以上金属M的氧化物，并且M/TiO2的摩尔比为0.01～0.1。3.一种被覆有酸性氧化物的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子，以初级粒子粒径为2～50nm、SnO2/TiO2的摩尔比为0.1～1.0、ZrO2/TiO2的摩尔比为0.1～0.4、并且WO3/TiO2的摩尔比为0.03～0.15的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子为核，并且在该粒子表面上被覆有初级粒子粒径为1～7nm的酸性氧化物胶体粒子。4.如权利要求3所述的被覆有酸性氧化物的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子，上述氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子还含有选自铁、铜、锌、钇、铌、钼、铟、锑、钽、铅、铋和铈中的1种或2种以上金属M的氧化物，并且M/TiO2的摩尔比为0.01～0.1。5.如权利要求3或4所述的被覆有酸性氧化物的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子，上述酸性氧化物胶体粒子的质量相对于作为核的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子的质量的比值为0.01～0.5。6.如权利要求3或4所述的被覆有酸性氧化物的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子，上述酸性氧化物为五氧化二锑。7.如权利要求3或4所述的被覆有酸性氧化物的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子，上述酸性氧化物是五氧化二锑和二氧化硅的复合氧化物。8.如权利要求7所述的被覆有酸性氧化物的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子，上述酸性氧化物中的五氧化二锑和二氧化硅的摩尔比SiO2/Sb2O5为0.55～55。9.一种氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子分散溶胶，是通过将权利要求1或2所述的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子分散在水和/或有机溶剂中而成的。10.一种被覆有酸性氧化物的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子分散溶胶，是通过将权利要求3～8的任一项所述的被覆有酸性氧化物的氧化钛-氧化锡-氧化锆-氧化钨复合胶体粒子分散在水和/或有机溶剂中而得的。11.一种涂布组合物，含有下述成分(S)和成分(T1)，成分(S)是选自通式(I)和通式(II)所示的有机硅化合物、以及其水解物中的至少1种含硅物质，(R1)a(R3)bSi(OR2)4-(a+b)          (I)其中，R1和R3分别是具有烷基、芳基、卤代烷基、卤代芳基、链烯基、或环氧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巯基、氨基或氰基的有机基团，并且其介由Si-C键与硅原子结合，R2为碳原子数为1～8的烷基、烷氧基烷基、或酰基，a和b分别是0、1、或2的整数，a+b为0、1、或2...

【专利技术属性】
技术研发人员：小山欣也，浅田根子，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]