本发明涉及透明性高、且耐粘连性良好的硬涂膜及透明导电性膜,详细而言,涉及适用于透明导电性膜的硬涂膜及使用该硬涂膜而成的透明导电性膜。
背景技术:
在基材膜上层合有硬涂层而成的硬涂膜被用作显示器、触摸面板的表面保护、或者触摸面板用电极膜(触摸面板用透明导电性膜)的基底膜。对于用于上述用途的硬涂膜而言,要求透明性高、且耐粘连性良好。
为了改良硬涂膜的耐粘连性,提出了在表面设置由粒子形成的突起的方案(专利文献1~3)。
另外,已知有在显示器表面配置用于防止外部光线的反射、像的映现的防眩光膜的技术。对于防眩光膜,通常已知使防眩层含有较大的粒子而在防眩层表面形成凹凸(例如专利文献4)。
专利文献1:日本特开2010-82864号公报
专利文献2:日本特开2010-241937号公报
专利文献3:日本特开2012-27401号公报
专利文献4:日本特开2013-33240号公报
技术实现要素:
然而,采用上述专利文献1~3中公开的技术,并未能达到同时充分满足透明性及耐粘连性的效果。如专利文献4所公开那样,防眩光膜由于使用较大的粒子(例如平均粒径为1μm以上的粒子)在表面形成凹凸,所以可获得较良好的耐粘连性。但是,这样的防眩光膜由于雾度值高,透明性不充分,所以并不适合用作透明导电性膜的基底膜。
因此,鉴于上述现有技术的课题,本发明的目的在于提供一种透明性高、且耐粘连性良好的硬涂膜。本发明的另一目的在于提供一种适用于透明导电性膜的硬涂膜。
本发明的上述目的通过以下发明来达成。
[1]一种硬涂膜,其是在基材膜的至少一面上具备第一硬涂层的硬涂膜,其特征在于,第一硬涂层含有多个粒子聚集而成的粒子聚集体,所述粒子的平均粒径(r:μm)小于0.5μm、且相对于第一硬涂层的厚度(d:μm)为0.5倍以下,由所述粒子聚集体形成的突出部以在每4μm见方的第一硬涂层表面内为1个以上的密度存在于第一硬涂层表面。
[2]如上述[1]所述的硬涂膜,其中,所述突出部以10个以上的粒子沿第一硬涂层表面的面方向(平面的)聚集起来的状态形成。
[3]如上述[1]或[2]所述的硬涂膜,其中,所述突出部的长度(L)为0.4μm以上。
[4]如上述[1]~[3]中任一项所述的硬涂膜,其中,所述粒子为二氧化硅粒子,二氧化硅粒子或二氧化硅粒子聚集体被施以用于减小表面自由能的表面处理或利用表面活性剂进行的表面处理。
[5]如上述[4]中所述的硬涂膜,其中,所述二氧化硅粒子为气相法二氧化硅。
[6]如上述[1]~[5]中任一项所述的硬涂膜,其中,硬涂膜的雾度值为0.7%以下。
[7]如上述[1]~[6]中任一项所述的硬涂膜,其中,所述第一硬涂层表面的中心线平均粗糙度(Ra1)为25nm以下。
[8]如上述[1]~[7]中任一项所述的硬涂膜,其中,所述粒子的平均粒径(r:μm)为0.01μm以上且小于0.4μm。
[9]如上述[1]~[8]中任一项所述的硬涂膜,其中,所述第一硬涂层的厚度(d:μm)为0.5μm以上且小于4μm。
[10]如上述[1]~[9]中任一项所述的硬涂膜,其中,在所述基材膜的两面上具备第一硬涂层。
[11]如上述[1]~[10]中任一项所述的硬涂膜,其中,所述基材膜是折射率为1.62~1.70的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜,在该聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的一面或两面上,隔着折射率为1.55~1.61的树脂层而层合有折射率为1.48~1.54的第一硬涂层。
[12]如上述[1]~[9]中任一项所述的硬涂膜,其中,所述基材膜是折射率为1.62~1.70的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜,在该聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的一面上,隔着折射率为1.55~1.61的树脂层而层合有折射率为1.48~1.54的第一硬涂层,并且,在所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的另一面上,隔着折射率为1.55~1.61的树脂层而层合有折射率为1.48~1.54的第二硬涂层。
[13]一种透明导电性膜,其在上述[1]~[12]中任一项所述的硬涂膜的至少一面上具备透明导电膜。
通过本发明,能够提供一种透明性高、且耐粘连性良好的硬涂膜。本发明的硬涂膜适用于透明导电性膜的基底膜。
附图说明
[图1]图1是本发明的硬涂膜的截面示意图。
[图2]图2是本发明的硬涂膜中的第一硬涂层表面的俯视示意图(俯瞰图)。
[图3]图3是本发明的硬涂膜中的第一硬涂层表面的利用扫描型电子显微镜拍摄的表面照片的一例。
[图4]图4是示意性地表示形成粒子聚集体的各个粒子的图。
具体实施方式
本发明的硬涂膜在基材膜的至少一面上具备第一硬涂层。该第一硬涂层含有由多个粒子聚集而成的粒子聚集体,所述粒子的平均粒径(r:μm)小于0.5μm、且相对于第一硬涂层的厚度(d:μm)为0.5倍以下,由所述粒子聚集体形成的突出部(以下,简称为“突出部”)以在每4μm见方(4μm×4μm)的第一硬涂层表面内为1个以上的密度存在于第一硬涂层表面。
本发明中,所谓多个粒子聚集而成的粒子聚集体,是指多个粒子凝集或结合(相连接)而成的产物。
突出部的存在密度(在每4μm见方的第一硬涂层表面内的突出部个数)可通过用扫描型电子显微镜(SEM)观察硬涂层表面的方式进行测量。本发明中的突出部的存在密度是针对任意选择的5处测量突出部的个数、并将其平均而得到的值。
突出部的存在密度在每4μm见方的第一硬涂层表面内小于1个时,得不到良好的耐粘连性。
从提高耐粘连性的观点考虑,突出部的存在密度在每4μm见方的第一硬涂层表面内优选为2个以上,更优选为3个以上,特别优选为4个以上。上限没有特别限定,但100个左右是合适的。如果突出部的存在密度大于100个,则雾度值有上升趋势,存在硬涂膜的透明性降低的情况。从该观点考虑,突出部的存在密度的上限优选为80个以下,更优选为70个以下,特别优选为50个以下。
图1是表示本发明的硬涂膜的一例的截面示意图。该硬涂膜在基材膜2上层合有第一硬涂层3。多个粒子1聚集而成的粒子聚集体10存在于第一硬涂层3的表面附近,在第一硬涂层表面形成有由粒子聚集体10形成的突出部11。
图2是分两种情形表示本发明的硬涂膜的第一硬涂层表面的例子的俯视示意图。由多个粒子1聚集而成的粒子聚集体形成的突出部11存在于第一硬涂层表面。
如图1及图2所示,优选突出部由多个粒子形成,进一步优选突出部以多个粒子沿第一硬涂层表面的面方向(平面的)聚集起来的状态形成。为了形成多个粒子沿上述面方向聚集而成的突出部,优选在第一硬涂层的表面附近存在大量粒子沿第一硬涂层表面的面方向聚集而成的粒子聚集体。对于所述粒子聚集体而言,优选的是,粒子在垂直于第一硬涂层表面的垂直方向(第一硬涂层的厚度方向)上的聚集(粒子的层合)比较少。
通过使这样的粒子聚集体存在于第一硬涂层的表面附近而形成突出部,从而使形成突出部的粒子数相对于形成粒子聚集体的总粒子数而言所占比率增大。也就是说,能够用较少的粒子数形成较大面积的突出部。结果,能够同时满足良好的透明性和良好的耐粘连性。
与上述方案相反,对于如冰山那样少部分突出于水面上(硬涂层表面上)、大部分埋没于水面下(硬涂层中)那样的粒子聚集体而言,由于形成突出部的粒子数相对于形成粒子聚集体的粒子数而言所占比率减小,所以存在无法稳定地得到良好的透明性和良好的耐粘连性的情况。例如,对于如上述专利文献3中公开的那样的、使初级粒子简单凝集而形成的次级凝集粒子的一部分突出于硬涂层表面的方案而言,通常其接近于如上述冰山那样的形态,因此,存在无法稳定地得到良好的透明性和良好的耐粘连性的情况。
如上所述,优选突出部以多个粒子沿第一硬涂层表面的面方向聚集起来的状态形成。具体而言,优选突出部以10个以上的粒子沿第一硬涂层表面的面方向聚集起来的状态形成。进一步优选突出部以20个以上的粒子沿第一硬涂层表面的面方向聚集起来的状态形成。形成突出部的粒子数的上限没有特别限定,但1000个左右是合适的。
即,本发明中优选的是,突出部以10个以上的粒子(更优选20个以上的粒子)沿第一硬涂层表面的面方向聚集起来的状态形成,并且该突出部以在每4μm见方的第一硬涂层表面内为1个以上的密度存在。通过该方案,能够实现良好的透明性和进一步提高的耐粘连性。
图3是本发明的硬涂膜中的第一硬涂层表面的利用扫描型电子显微镜(SEM)拍摄的表面照片。可知,粒子聚集体的突出部存在于第一硬涂层表面,该突出部是10个以上的粒子沿第一硬涂层表面的面方向(平面的)聚集而形成的。
本发明中,突出部的长度(L)优选为0.4μm以上。此处,突出部的长度(L)是指突出部的最大直线长度。图2的附图标记L是突出部的长度(L)。
突出部的长度(L)进一步优选为0.5μm以上,更优选为0.7μm以上,特别优选为1.0μm以上。突出部的长度(L)的上限没有特别限定,10μm左右是合适的。
即,本发明中,突出部的长度(L)为0.4μm以上(优选为0.5μm以上、更优选为0.7μm以上,特别优选为1.0μm以上)的突出部优选以在每4μm见方的第一硬涂层表面内为1个以上的密度存在。通过该方案,能够实现良好的透明性和进一步提高的耐粘连性。
从提高耐粘连性的观点考虑,突出部的高度(T)优选为0.01μm以上,更优选为0.02μm以上,特别优选为0.03μm以上。从抑制雾度值的上升的观点考虑,突出部的高度(T)的上限优选为0.3μm以下,更优选为0.2μm以下,特别优选为0.1μm以下。
突出部的高度(T)是从第一硬涂层表面到突出部的最高部分为止的垂直距离(图1的附图标记T)。突出部的高度(T)可由用透射型电子显微镜(TEM)或扫描型电子显微镜(SEM)拍摄的第一硬涂层的截面照片进行测定。
第一硬涂层含有多个粒子聚集而成的粒子聚集体,所述粒子的平均粒径(r:μm)小于0.5μm、且相对于第一硬涂层的厚度(d:μm)为0.5倍以下。换言之,本发明中,满足下述两个条件是重要的,所述两个条件是:形成粒子聚集体的粒子的平均粒径(r:μm)小于0.5μm;及粒子的平均粒径(r:μm)与第一硬涂层的厚度(d:μm)的比率(r/d)为0.5以下。
粒子的平均粒径为0.5μm以上时,即使上述比率(r/d)为0.5以下,雾度值也会变高,另外,即使粒子的平均粒径小于0.5μm,若上述比率(r/d)高于0.5,则雾度值也会变高,均使硬涂膜的透明性降低。
这样的平均粒径小的粒子及这些粒子的聚集体通过后述的表面处理等易于上浮至第一硬涂层表面附近,易于使粒子聚集体偏在于第一硬涂层表面附近。结果,耐粘连性提高。另外,通过使用这样的平均粒径小的粒子,能够抑制硬涂层的雾度值的上升,可获得透明性良好的硬涂膜。
本发明中,用于形成粒子聚集体的各个粒子是指,在第一硬涂层表面的利用扫描型电子显微镜(SEM)进行的观察、或者第一硬涂层截面的利用扫描型电子显微镜(SEM)、透射型电子显微镜(TEM)进行的观察中,视觉上无法进行更进一步细分化的一团。在这层意义上,用于形成粒子聚集体的各个粒子可采取初级粒子的形态或多个初级粒子紧密凝集而成的次级粒子的形态(以无法辨别初级粒子的程度紧密地凝集的形态)。
图4是示意性地表示形成粒子聚集体的各个粒子的图。粒子聚集体10由多个初级粒子紧密地凝集而形成一团的次级粒子1a和初级粒子1b形成。形成该粒子聚集体10的各个粒子为次级粒子1a和初级粒子1b。所述次级粒子1a以无法辨别初级粒子的程度紧密地凝集而成为一团。
对于后述的链状胶体二氧化硅而言,大致球形的初级粒子进行结合(相连接)而形成链状的粒子聚集体,由于大体上能够明确辨别各个初级粒子,所以该粒子聚集体中的各个粒子为初级粒子。
另一方面,在为后述的气相法二氧化硅的情况下,即使进行粉碎或分散通常也难以单分散至初级粒子,推测初级粒子和多个初级粒子紧密凝集而形成一团的次级粒子混合存在于其分散液及使用了其分散液的硬涂层中,多个这样的初级粒子和次级粒子进一步聚集而形成粒子聚集体。这样的形态中的形成粒子聚集体的粒子包含初级粒子和次级粒子。
本发明中,粒子的平均粒径(r:μm)由用透射型电子显微镜(TEM)或扫描型电子显微镜(SEM)拍摄的第一硬涂层的截面照片进行测定。
从上述观点(良好的透明性和耐粘连性的提高)考虑,粒子的平均粒径(r:μm)相对于第一硬涂层的厚度(d:μm)的比率(r/d)优选为0.4以下,更优选为0.3以下,特别优选为0.2以下。比率(r/d)的下限若过小则耐粘连性降低,因此比率(r/d)优选为0.005以上,更优选为0.01以上,特别优选为0.02以上。
粒子的平均粒径(r:μm)优选小于0.4μm,更优选小于0.3μm,特别优选小于0.2μm。下限优选为0.005μm以上,特别优选为0.01μm以上。
即,本发明中,粒子的平均粒径(r:μm)优选为0.01μm以上且小于0.4μm。
以下,对构成本发明的硬涂膜的各构成要素进行详细说明。
[第一硬涂层]
从确保高硬度的观点考虑,第一硬涂层的厚度(d:μm)优选为0.5μm以上,更优选为0.8μm以上,特别优选为0.9μm以上。第一硬涂层的铅笔硬度(JIS K5600-5-4(1999年))优选为F以上,更优选为H以上。上限为9H左右。
另一方面,从使粒子聚集体偏在于第一硬涂层表面附近、高效地形成突出部的观点考虑,第一硬涂层的上限的厚度优选小于4.0μm,更优选小于3.0μm,特别优选小于2.0μm,最优选小于1.7μm。
即,本发明中,第一硬涂层的厚度(d:μm)优选为0.5μm以上且小于4μm。
第一硬涂层含有粒子聚集体。作为用于形成所述粒子聚集体的粒子,可举出有机粒子、无机粒子。
作为构成有机粒子的树脂,可举出丙烯酸系树脂、苯乙烯系树脂、聚酯系树脂、聚氨酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酰胺系树脂、有机硅系树脂、氟系树脂、或用于上述树脂的合成的2种以上的单体的共聚树脂。其中,优选使用丙烯酸系树脂粒子。
作为丙烯酸系树脂粒子,可举出丙烯酸树脂粒子、甲基丙烯酸树脂粒子、丙烯酸单体或甲基丙烯酸单体与其他单体(例如、苯乙烯、丙烯酸氨基甲酸酯、甲基丙烯酸氨基甲酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚酯甲基丙烯酸酯、聚硅氧烷丙烯酸酯、聚硅氧烷甲基丙烯酸酯等)的共聚树脂粒子。
上述有机粒子优选利用乳液聚合法进行合成,通过利用乳液聚合法进行合成,可得到平均粒径小于0.5μm的有机粒子。
作为无机粒子,可举出二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、沸石等无机粒子。其中,优选为二氧化硅粒子。
从形成对耐粘连性而言有效的突出部的观点考虑,在第一硬涂层中所含有的粒子的含量相对于第一硬涂层的固态成分总量100质量%优选为3质量%以上,更优选为5质量%以上,特别优选为7质量%以上。从抑制硬涂层的雾度值的上升的观点考虑,上限的含量优选小于30质量%,更优选小于25质量%,特别优选小于20质量%。
为了在第一硬涂层表面高效地形成由粒子聚集体(其由多个平均粒径(r:μm)小于0.5μm、且相对于第一硬涂层的厚度(d:μm)为0.5倍以下的粒子聚集而成)形成的突出部,优选使粒子聚集体较多地存在(偏在)于第一硬涂层的表面附近。
作为使粒子聚集体较多地存在于第一硬涂层的表面附近的方法,在第一硬涂层的形成过程(涂布工序、干燥工序、固化工序)中,可举出下述方法:(1)使粒子凝集体移动(上浮)至第一硬涂层的表面附近的方法;或者(2)在使粒子移动(上浮)至第一硬涂层的表面附近的过程中或移动(上浮)至第一硬涂层的表面附近之后,形成粒子聚集体的方法。上述(1)的方法能够使粒子聚集体高效地移动(上浮)至第一硬涂层表面附近,故而优选。
为了使粒子或粒子聚集体移动(上浮)至第一硬涂层的表面附近,例如,优选使用实施过用于减小表面自由能的表面处理或利用表面活性剂进行的表面处理的粒子或粒子聚集体。
本发明的优选方案是,第一硬涂层含有(i)由实施过用于减小表面自由能的表面处理或利用表面活性剂进行的表面处理的粒子形成的粒子聚集体及/或(ii)实施过用于减小表面自由能的表面处理或利用表面活性剂进行的表面处理的粒子聚集体。
在以下说明中,只要没有特别说明,术语“表面处理”是指上述用于减小表面自由能的表面处理或利用表面活性剂进行的表面处理。另外,有时将该表面处理称为“本发明的表面处理”。
作为实施表面处理的粒子及粒子聚集体,无机粒子及无机粒子聚集体是合适的,二氧化硅粒子及二氧化硅粒子聚集体是特别合适的。二氧化硅粒子及二氧化硅粒子聚集体通常在表面具有硅烷醇基,因此容易实施表面处理,故而优选。表面处理的详情后述。
因此,本发明中优选的是,粒子为二氧化硅粒子,二氧化硅粒子或二氧化硅粒子聚集体被施以用于减小表面自由能的表面处理或利用表面活性剂进行的表面处理。
二氧化硅粒子可大致分为湿法二氧化硅和气相法二氧化硅。通常,说到二氧化硅粒子,多数情况下是指湿法二氧化硅。作为湿法二氧化硅,通常已知有:通过硅酸钠的利用酸等进行的复分解、从离子交换树脂层中通过而得到的二氧化硅溶胶;将所述二氧化硅溶胶进行加热熟化而得到的胶体二氧化硅;将所述二氧化硅溶胶进行凝胶化而得到的二氧化硅凝胶(通过改变生成条件,数μm至10μm数位的初级粒子进行硅氧烷结合而成的三维次级粒子)。
气相法二氧化硅相对于上述湿法二氧化硅而言也被称为干法二氧化硅,通常通过火焰水解法制作。具体而言,通常已知有将四氯化硅与氢及氧一同燃烧而制作的方法,但也可以单独使用甲基三氯硅烷、三氯氢硅(trichlorosilane)等硅烷类来代替四氯化硅,或者代替四氯化硅而以与四氯化硅混合的状态来使用甲基三氯硅烷、三氯氢硅等硅烷类。
作为本发明中优选使用的二氧化硅粒子,可举出胶体二氧化硅。该胶体二氧化硅的平均一次粒径优选小于100nm,更优选小于80nm,特别优选小于70nm。平均一次粒径的下限优选为5nm以上,更优选为10nm以上。
胶体二氧化硅通常有市售,可以获得。作为市售品,例如,可举出日产化学工业(株)制的“有机二氧化硅溶胶”系列、旭电化工业(株)制的“ADELITE AT”系列、Clariant(Japan)K.K.制的“Klebosol”系列、杜邦(株)制的“Ludox”系列、扶桑化学工业(株)制的“Quotron PL”系列等。
通常,胶体二氧化硅易于在硬涂层涂布液中进行凝集或聚集而形成粒子聚集体。但是,未实施表面处理的胶体二氧化硅的粒子聚集体由于不会移动(上浮)至硬涂层的表面附近,所以无法在硬涂层表面高效地形成由粒子聚集体形成的突出部。
因此,在使用胶体二氧化硅作为二氧化硅粒子的情况下,优选的是,在向硬涂层涂布液中添加胶体二氧化硅之前,制备胶体二氧化硅的粒子聚集体,并对该粒子聚集体预先实施表面处理。实施过表面处理的胶体二氧化硅由于不易发生凝集、结合,所以难以形成粒子聚集体。
作为使胶体二氧化硅凝集或结合而制备粒子凝集体的方法,可举出添加电解质(例如,柠檬酸盐、酒石酸盐、硫酸盐、乙酸盐、氯化物、溴化物、硝酸盐、碘化物、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠等)的方法、添加非离子性高分子(例如,聚乙烯醇、甲基纤维素等)的方法、添加高分子凝集剂(例如,由丙烯酸、丙烯酰胺,丙烯酸钠、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯等单体的聚合物形成的高分子凝集剂)的方法、添加酸、碱并调节pH的方法、添加脱水剂(例如,甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇等醇类)的方法、添加季铵盐的阳离子表面活性剂的方法等。
另外,作为二氧化硅粒子聚集体,可以使用胶体二氧化硅二次结合成链状(念珠状、珍珠项链状)而得到的胶体二氧化硅聚集体。用于形成该链状胶体二氧化硅聚集体的胶体二氧化硅的平均一次粒径优选小于100nm,更优选小于80nm,特别优选小于70nm。平均一次粒径的下限优选为5nm以上,更优选为10nm以上。优选对该链状胶体二氧化硅聚集体实施表面处理。
链状胶体二氧化硅聚集体作为有机二氧化硅溶胶IPA-ST-UP、有机二氧化硅溶胶MEK-ST-UP、有机二氧化硅溶胶MA-ST-UP等由日产化学工业(株)市售,优选对这些链状胶体二氧化硅聚集体实施表面处理而使用。
另外,作为本发明中优选使用的二氧化硅粒子,可举出气相法二氧化硅。该气相法二氧化硅的平均一次粒径优选小于100nm,更优选小于80nm,特别优选小于70nm。平均一次粒径的下限优选为5nm以上,更优选为10nm以上。
气相法二氧化硅也被称为干法二氧化硅、热解法二氧化硅(fumed silica),例如,由日本AEROSIL Corporation作为“AEROSIL”市售,或者由Tokuyama Corporation作为“LEOSEAL”市售,可以购入获得。
气相法二氧化硅具有下述特征:与湿法二氧化硅相比,由于粒子表面中的硅烷醇基的密度小,所以易于形成稀疏的软凝集(絮凝),初级粒子或次级粒子易于以连接为网状结构或链状的凝集状态存在。因此,通过将气相法二氧化硅在溶剂中进行适度粉碎或分散,可以得到适度大小的粒子聚集体。并且,通过对该气相法二氧化硅粒子聚集体实施表面处理,能够使其移动(上浮)并偏在于第一硬涂层表面附近。
作为将气相法二氧化硅在溶剂中进行粉碎或分散的装置,可举出珠磨机、油漆搅拌器(paint shaker)、辊磨机、球磨机、超微磨碎机(attritor)、砂磨机、喷射研磨机、锤磨机、涡轮研磨机、超声波分散机、ULTIMAIZER、NANOMIZER、分散器、具有涡轮叶片等搅拌叶片的分散机、高压均化器、超高压均化器等压力式分散机、薄膜回转型分散机等。
以下,详细说明对粒子或粒子聚集体实施的表面处理。
作为用于减小上述的粒子或粒子聚集体的表面自由能的表面处理,可举出用选自下述通式(1)表示的具有氟原子的有机硅烷化合物、该有机硅烷的水解物、及该有机硅烷的水解物的部分缩合物中的至少一种化合物进行表面处理的方法。
CnF2n+1-(CH2)m-Si(Q)3……通式(1)
(通式(1)中,n表示1~10的整数,m表示1~5的整数。Q表示碳原子数为1~5的烷氧基或卤原子。)。
作为通式(1)的化合物,具体而言,可例举下述化合物。
C4F9CH2CH2Si(OCH3)3
C6F13CH2CH2Si(OCH3)3
C8F17CH2CH2Si(OCH3)3
C6F13CH2CH2CH2Si(OCH3)3
C6F13CH2CH2CH2CH2Si(OCH3)3
C6F13CH2CH2Si(OC2H5)3
C8F17CH2CH2CH2Si(OC2H5)3
C6F13CH2CH2CH2CH2Si(OC2H5)3
C6F13CH2CH2SiCl3
C6F13CH2CH2SiBr3
C6F13CH2CH2CH2SiCl3
C6F13CH2CH2Si(OCH3)Cl2。
另外,作为用于减小粒子或粒子聚集体的表面自由能的其他表面处理,可举出用下述通式(2)表示的化合物进行处理、并进一步用下述通式(3)表示的氟化合物进行表面处理的方法。
B-R4-SiR5n(OR6)3-n……通式(2)。
D-R7-Rf2……通式(3)。
(通式(2)及(3)中,B及D各自独立表示反应性部位,R4及R7各自独立表示碳原子数为1至3的亚烷基、或由所述亚烷基衍生的酯结构,R5及R6各自独立表示氢或碳原子数为1至4的烷基,Rf2表示氟烷基,n表示0至2的整数。)。
作为用B及D表示的反应性部位,可举出例如乙烯基、烯丙基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基氧基、甲基丙烯酰基氧基、环氧基、羧基、羟基等。
作为通式(2)的具体例,可举出丙烯酰氧基乙基三烷氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷、丙烯酰氧基丁基三烷氧基硅烷、丙烯酰氧基戊基三烷氧基硅烷、丙烯酰氧基己基三烷氧基硅烷、丙烯酰氧基庚基三烷氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基乙基三烷氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丁基三烷氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基己基三烷氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基庚基三烷氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二烷氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二烷氧基硅烷以及包括这些化合物中的烷氧基被取代为羟基的化合物在内的物质等。此处,作为烷氧基,可举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基。
作为通式(3)的具体例,可举出丙烯酸-2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸-2,2,3,3,3-五氟丙酯、丙烯酸-2-全氟丁基乙酯、丙烯酸-3-全氟丁基-2-羟基丙酯、丙烯酸-2-全氟己基乙酯、丙烯酸-3-全氟己基-2-羟基丙酯、丙烯酸全氟辛基甲酯、丙烯酸-2-全氟辛基乙酯、丙烯酸-3-全氟辛基-2-羟基丙酯、丙烯酸-2-全氟癸基乙酯、丙烯酸-2-全氟-3-甲基丁基乙酯、丙烯酸-3-全氟-3-甲氧基丁基-2-羟基丙酯、丙烯酸-2-全氟-5-甲基己基乙酯、丙烯酸-3-全氟-5-甲基己基-2-羟基丙酯、丙烯酸-2-全氟-7-甲基辛基-2-羟基丙酯、丙烯酸四氟丙酯、丙烯酸八氟戊酯、丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十六氟壬酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸-2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸-2,2,3,3,3-五氟丙酯、甲基丙烯酸-2-全氟丁基乙酯、甲基丙烯酸-3-全氟丁基-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸全氟辛基甲酯、甲基丙烯酸-2-全氟辛基乙酯、甲基丙烯酸-3-全氟辛基-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-全氟癸基乙酯、甲基丙烯酸-2-全氟-3-甲基丁基乙酯、甲基丙烯酸-3-全氟-3-甲基丁基-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-全氟-5-甲基己基乙酯、甲基丙烯酸-3-全氟-5-甲基己基-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-全氟-7-甲基辛基乙酯、甲基丙烯酸-3-全氟-7-甲基辛基乙酯、甲基丙烯酸四氟丙酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十六氟壬酯、甲基丙烯酸-1-三氟甲基三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯等。
作为上述利用表面活性剂进行的表面处理中使用的表面活性剂,优选使用在分子中具有乙烯氧基的表面活性剂。作为该表面活性剂,可举出以下化合物。
可举出:阳离子表面活性剂;例如,辛基二甲基乙基铵乙基硫酸盐、月桂基二甲基乙基铵乙基硫酸盐、棕榈基二甲基乙基铵乙基硫酸盐、硬脂基二甲基羟基乙基铵对甲苯磺酸盐等,
阴离子表面活性剂;例如,聚氧乙烯烷基醚磷酸盐、聚氧亚烷基烷基醚磷酸酯、聚氧亚烷基烷基苯基醚磷酸酯、聚氧乙烯十三烷基醚磷酸酯、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯单乙醇胺盐、聚氧乙烯月桂基醚磷酸酯、聚氧乙烯三月桂基醚磷酸酯单乙醇胺盐、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚磷酸酯、聚氧乙烯月桂基醚乙酸钠、聚氧乙烯磺基琥珀酸月桂基二钠、聚氧乙烯烷基磺基琥珀酸二钠、聚氧苯乙烯化苯基醚硫酸铵、聚氧化烯烃支链癸基醚硫酸钠、聚氧乙烯异癸基醚硫酸铵、聚氧乙烯十三烷基醚硫酸钠、聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠、聚氧乙烯月桂基醚硫酸铵、聚氧乙烯烷基醚硫酸钠、聚氧乙烯油基十六烷基醚硫酸铵、聚氧乙烯油基十六烷基醚硫酸钠等,
非离子表面活性剂;例如,聚氧亚烷基癸基醚、聚氧乙烯十三烷基醚、聚氧亚烷基十三烷基醚、聚氧亚烷基烷基醚、聚氧乙烯异癸基醚、聚氧亚烷基月桂基醚、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚、聚氧乙烯萘基醚、聚氧乙烯苯基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯二醇、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯油基十六烷基醚、聚氧乙烯油酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单椰油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯、异硬脂酸聚氧乙烯甘油酯、聚氧乙烯烷基胺等。
对于第一硬涂层而言,优选包含热固性树脂或活性能量射线固化性树脂作为树脂,特别优选包含活性能量射线固化性树脂。这里,所谓活性能量射线固化性树脂,是指利用紫外线、电子射线等活性能量射线进行聚合固化的树脂。
作为用于获得活性能量射线固化性树脂的聚合性化合物,可举出具有丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基氧基、甲基丙烯酰基氧基、乙烯基、烯丙基等聚合性官能团的化合物(单体、低聚物)。
第一硬涂层优选如下形成:利用湿涂法涂布含有上述聚合性化合物及上述粒子(或粒子聚集体)的活性能量射线固化性组合物,根据需要进行干燥后,照射活性能量射线,进行固化,由此形成。
作为湿涂法,可以使用例如反向涂布法、喷涂法、棒涂法(bar coating method)、凹版涂布法、标尺计量涂布法(日语为:ロツドコ一ト法)、模涂法、旋涂法、挤压式涂布法(extrusion coating method)等涂布方法。
作为活性能量射线,可举出紫外线、可见光线、红外线、电子射线、线、β射线、γ射线等。这些活性能量射线中,优选使用紫外线及电子射线,特别优选使用紫外线。
作为用于照射紫外线的光源,没有特别限定,例如,可以使用紫外线荧光灯、低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、碳弧灯、金属卤化物灯、氙灯等。另外,也可以使用ArF准分子激光器(excimer laser)、KrF准分子激光器、准分子灯或同步辐射光源等。其中,优选使用超高压汞灯、高压汞灯、低压汞灯、碳弧灯、氙弧灯、金属卤化物灯。
另外,在照射紫外线时,如果在低氧浓度下的气氛下、例如在氧浓度为500ppm以下的气氛下进行照射,则能够高效地固化,故而优选。
紫外线的照射光量优选为50mJ/cm2以上,更优选为100mJ/cm2以上,特别优选为150mJ/cm2以上。上限优选为2000mJ/cm2以下,更优选为1000mJ/cm2以下。
以下,例举用于获得活性能量射线固化性树脂的聚合性化合物(单体、寡聚物),但并不限定于这些化合物。需要说明的是,在以下说明中,“……(甲基)丙烯酸酯”的表述包括“……丙烯酸酯”和“……甲基丙烯酸酯”这两种化合物。
作为单体,可举出例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸乙氧基二甘醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基三甘醇酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙基酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙基酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基-3-苯氧基酯等单官能丙烯酸酯,新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇六(甲基)三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷(甲基)丙烯酸苯甲酸酯、三羟甲基丙烷苯甲酸酯等多官能丙烯酸酯,丙三醇二(甲基)丙烯酸酯六亚甲基二异氰酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯六亚甲基二异氰酸酯等氨基甲酸酯丙烯酸酯等。
上述单体中,可优选使用在1个分子中具有3个以上的聚合性官能团的多官能单体。
作为低聚物,可举出例如聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、醇酸(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、聚硅氧烷(甲基)丙烯酸酯等。
上述低聚物中,可优选使用在1个分子中具有3个以上的聚合性官能团的多官能的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物。所述多官能的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物可使用市售品。例如,可举出共荣社化学(株)制的氨基甲酸酯丙烯酸酯AH系列、氨基甲酸酯丙烯酸酯AT系列、氨基甲酸酯丙烯酸酯UA系列,根上工业(株)制的UN-3320系列、UN-900系列,新中村化学工业(株)制的NK ORIGO U系列,DAICEL UCB Co.,Ltd.制的Ebecryl 1290系列等。
活性能量射线固化性组合物中的聚合性化合物的含量优选相对于活性能量射线固化性组合物的固态成分总量100质量%为50质量%以上、更优选为55质量%以上、进一步优选为60质量%以上、特别优选为70质量%以上。上限优选为97质量%以下、更优选为95质量%以下,特别优选为90质量%以下。
使用紫外线作为活性能量射线时,活性能量射线固化性组合物优选包含光聚合引发剂。作为所述光聚合引发剂的具体例子,可使用例如苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、对二甲基苯乙酮、对二甲基氨基苯丙酮、二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、4,4’-二氯二苯甲酮、4,4’-双二乙基氨基二苯甲酮、米蚩酮、苯偶酰、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯甲酰甲酸甲酯、对异丙基-α-羟基异丁基苯酮、α-羟基异丁基苯酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、1-羟基环己基苯基酮等羰基化合物,一硫化四甲基秋兰姆、二硫化四甲基秋兰姆、噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮等硫化合物等。这些光聚合引发剂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
另外,光聚合引发剂通常已有市售,可使用那些市售品。例如,可举出Ciba Specialty Chemicals(株)制的IRGACURE(注册商标)184、IRGACURE 907、IRGACURE 379、IRGACURE 819、IRGACURE 127、IRGACURE 500、IRGACURE 754、IRGACURE 250、IRGACURE 1800、IRGACURE 1870、IRGACURE OXE01、DAROCUR TPO、DAROCUR 1173等,Nihon SiberHegner(株)制的Speedcure MBB、Speedcure PBZ、Speedcure ITX、Speedcure CTX、Speedcure EDB、Esacure ONE、Esacure KIP 150、Esacure KTO46等,日本化药(株)制的KAYACURE DETX-S、KAYACURE CTX、KAYACURE BMS、KAYACURE DMBI等。
关于上述光聚合引发剂的含量范围,相对于活性能量射线固化性组合物的固态成分总量100质量%为0.1~10质量%的范围是适当的,优选为0.5~8质量%的范围。
活性能量射线固化性组合物可进一步含有各种添加剂,例如,抗氧化剂、紫外线吸收剂、匀涂剂、有机类抗静电剂、着色剂、颜料等。
虽然在第一硬涂层表面具有突出部,但另一方面,从减小硬涂膜的雾度值的观点考虑,第一硬涂层表面优选为比较平滑。即,第一硬涂层表面的中心线平均粗糙度(Ra1)优选为25nm以下。通过在上述优选的范围内对上述突出部相对于第一硬涂层表面的单位面积而言的个数、突出部的长度(L)、突出部的高度(T)进行调整,能够将第一硬涂层表面的中心线平均粗糙度(Ra1)控制为25nm以下。
第一硬涂层表面的中心线平均粗糙度(Ra1)进一步优选为20nm以下,更优选为18nm以下,特别优选为15nm以下,最优选为13nm以下。另一方面,如果第一硬涂层表面的中心线平均粗糙度(Ra1)过小,则存在耐粘连性降低的情况,因此,下限的中心线平均粗糙度(Ra1)优选为3nm以上,更优选为5nm以上。
第一硬涂层的折射率的范围优选为1.48~1.54的范围、更优选为1.50~1.54的范围。可通过如下方式获得折射率为1.48~1.54的范围的第一硬涂层,所述方式为:采用湿涂法涂布上述活性能量射线固化性组合物,根据需要进行干燥后,照射活性能量射线,进行固化,由此形成第一硬涂层。
需要说明的是,本发明中,如果没有特别说明,第一硬涂层的折射率、及后述的基材膜、树脂、第二硬涂层、以及折射率调整层中的各折射率是指针对波长589nm的折射率。
[基材膜]
本发明的基材膜可优选使用塑料膜。作为构成基材膜的材质,可举出例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯、聚酰亚胺、聚苯硫醚、芳族聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、脂环式丙烯酸树脂、环烯烃树脂、三乙酰纤维素(triacetylcellulose)、以及将这些树脂混合和/或共聚而得的产物。可以将上述树脂在未拉伸的状态下、或在进行单轴拉伸或双轴拉伸之后制成膜,并将其用作基材膜。
上述基材膜中,从透明性、尺寸稳定性、机械特性、耐热性、电气特性、耐化学品性等优异的观点考虑,优选使用聚酯膜,特别优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜),其中,优选使用经双轴拉伸的PET膜。
关于基材膜厚度,20~300μm的范围是合适的,优选为30~200μm的范围,更优选为50~150μm的范围。
优选在基材膜的至少层合第一硬涂层的面上具有如下所示的树脂层。即本发明的硬涂膜优选在基材膜与第一硬涂层之间具有以下所示的树脂层。
[树脂层]
为了加强基材膜与第一硬涂层的密合性,在基材膜的至少层合第一硬涂层的面设置有树脂层是优选的。
树脂层是含有树脂作为主要成分的层。具体而言,树脂层以相对于树脂层的固态成分总量100质量%而言含有50质量%以上的量的树脂。作为形成树脂层的树脂,可举出聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚碳酸酯树脂、环氧树脂、醇酸树脂、尿素树脂等。这些树脂可单独使用或并用多种。
树脂层存在于基材膜与第一硬涂层之间,从提高基材膜与第一硬涂层的密合性的观点考虑,作为树脂含有选自由聚酯树脂、丙烯酸树脂及聚氨酯树脂组成的组中的至少1种是优选的。特别优选树脂层至少含有聚酯树脂作为树脂。
树脂层中的树脂的含量优选相对于树脂层的固态成分总量100质量%而言为60质量%以上、更优选为70质量%以上、特别优选为80质量%以上。关于上限,树脂层中的树脂的含量优选为95质量%以下、更优选为90质量%以下。
另外,树脂层也可以以双层构成的形式形成。为双层构成时,从基材膜侧起依次由第一树脂层(以聚酯树脂为主要成分)和第二树脂层(以丙烯酸树脂为主要成分)构成是优选的。关于双层构成,将在下文详述。
从确保硬涂膜在制造工序中的适度的滑动性、卷绕性的观点考虑,树脂层优选含有粒子。
作为树脂层中含有的粒子,没有特别限定,可举出二氧化硅粒子、氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、沸石粒子等无机粒子,丙烯酸粒子、有机硅粒子、聚酰亚胺粒子、Teflon(注册商标)粒子、交联聚酯粒子、交联聚苯乙烯粒子、交联聚合物粒子、核壳粒子等有机粒子。其中,优选二氧化硅粒子,特别优选胶体二氧化硅。
树脂层中含有的粒子的平均粒径优选大于树脂层的厚度。具体而言,平均粒径优选为树脂层厚度的1.3倍以上、更优选为1.5倍以上、特别优选为2.0倍以上。上限优选为20倍以下、更优选为15倍以下、特别优选为10倍以下。
树脂层中含有的粒子的平均粒径可根据树脂层的厚度设计而适当选择,具体而言,平均粒径优选为0.02~1μm的范围、更优选为0.05~0.7μm的范围、特别优选为0.1~0.5μm的范围。平均粒径小于0.02μm时,存在滑动性降低的情况。平均粒径大于1μm时,存在粒子脱落、透明性降低、或外观恶化的情况。
树脂层的厚度的范围优选为0.005~0.3μm的范围。树脂层的厚度小于0.005μm时,基材膜与第一硬涂层的密合性降低。另外,树脂层的厚度大于0.3μm时,存在层合第一硬涂层后的耐粘连性降低的情况。需要说明的是,当树脂层由多层构成时,将多层的总厚度作为树脂层的厚度。
树脂层的厚度进一步优选为0.01μm以上、更优选为0.015μm以上、特别优选为0.02μm以上。关于上限,树脂层的厚度优选为0.25μm以下、更优选为0.2μm以下、特别优选为0.15μm以下。
树脂层中的粒子的含量的范围优选相对于树脂层的固态成分总量100质量%为0.05~10质量%的范围、更优选为0.1~8质量%的范围、特别优选为0.5~5质量%的范围。树脂层中的粒子的含量小于0.05质量%时,存在得不到良好的滑动性的情况,粒子的含量大于10质量%时,存在透明性降低、第一硬涂层的涂布性恶化、或基材膜与第一硬涂层的密合性降低的情况。
树脂层优选还含有交联剂。树脂层优选为含有上文所述的树脂和交联剂的热固化层。通过使树脂层为上述那样的热固化层,能够进一步提高基材膜与第一硬涂层的密合性。将树脂层热固化时的条件(加热温度、时间)没有特别限定,但加热温度优选为70℃以上、更优选为100℃以上、特别优选为150℃以上、最优选为200℃以上。关于上限,加热温度优选为300℃以下。加热时间的范围优选为5~300秒的范围、更优选为10~200秒的范围。
作为上述交联剂,可举出例如三聚氰胺类交联剂、噁唑啉类交联剂、碳二亚胺类交联剂、异氰酸酯类交联剂、氮杂环丙烷类交联剂、环氧类交联剂、经羟甲基化或烷基醇化的尿素类交联剂、丙烯酰胺类交联剂、聚酰胺类树脂、酰胺环氧化合物、各种硅烷偶联剂、各种钛酸酯类偶联剂等。其中,优选三聚氰胺类交联剂、噁唑啉类交联剂、碳二亚胺类交联剂、异氰酸酯类交联剂、氮杂环丙烷类交联剂,特别优选三聚氰胺类交联剂。
作为三聚氰胺类交联剂,可举出例如亚氨基型甲基化三聚氰胺树脂、羟甲基型三聚氰胺树脂、羟甲基型甲基化三聚氰胺树脂、完全烷基型甲基化三聚氰胺树脂等。其中,可优选使用亚氨基型三聚氰胺树脂、羟甲基化三聚氰胺树脂。
树脂层中的交联剂的含量的范围优选相对于树脂层的固态成分总量100质量%为0.5~40质量%的范围、更优选为1~30质量%的范围、特别优选为2~20质量%的范围。
在基材膜上隔着树脂层层合第一硬涂层而得到的硬涂膜的反光颜色优选为中性的(neutral)无色的色调。从上述观点考虑,作为基材膜使用聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)时,树脂层的折射率的范围优选为1.55~1.61的范围、更优选为1.56~1.60的范围、特别优选为1.57~1.59的范围。
聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)的折射率通常为1.62~1.70左右,通过使树脂层的折射率为上述范围(1.55~1.61),能够使硬涂膜的反射色接近中性的无色。
即,本发明中,优选的是,基材膜是折射率为1.62~1.70的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜,在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的至少一面(即,一面或两面)上,隔着折射率为1.55~1.61的树脂层的层合有折射率为1.48~1.54的第一硬涂层。
为了使树脂层的折射率为1.55~1.61,优选使用分子中含有萘环的聚酯树脂作为树脂。含有萘环的聚酯树脂可以通过例如使用1,4-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸等多元羧酸作为共聚成分而合成。
树脂层中的在分子中含有萘环的聚酯树脂的含量的范围优选相对于全部树脂总量100质量%为5~70质量%的范围、更优选为10~60质量%的范围。
关于树脂层,优选的是,采用湿涂法将其涂布至基材膜上,进行热固化从而层合。进一步优选的是,利用所谓的在线涂布法(其是在基材膜的制造工序内采用湿涂法涂布树脂层的方法)进行涂布,进行热固化从而层合。作为湿涂法,可举出例如反向涂布法、喷涂法、棒涂法、凹版涂布法、标尺计量涂布法、模涂法等。
如上所述,树脂层可以采用双层构成。所述双层构成的树脂层优选如下形成:将1种涂布液涂布1次,在其干燥过程中发生自相分离,从而形成双层构成的树脂层。即,优选采用下述方法:涂布含有第一树脂层的主要成分(聚酯树脂)和第二树脂层的主要成分(丙烯酸树脂)的涂布液,在其干燥过程中,利用各成分的自相分离形成第一树脂层和第二树脂层。
实施上述相分离方法时,优选使第一树脂层的主要成分(聚酯树脂)与第二树脂层的主要成分(丙烯酸树脂)的表面能之差较大。即,优选使用表面能高的聚酯树脂和表面能低的丙烯酸树脂。特别地,为了增高聚酯树脂的表面能,优选使用具有磺酸基的聚酯树脂。
树脂层为双层构成的情况下,从加强基材膜与第一硬涂层的密合性,使硬涂膜的反射色接近中性的无色的观点考虑,第一树脂层的厚度大于第二树脂层的厚度是优选的。第一树脂层的厚度优选为第二树脂层厚度的1.5倍以上、更优选为2.0倍以上、特别优选为3.0倍以上。
具体而言,第一树脂层的厚度的范围优选为0.02~0.2μm的范围、更优选为0.03~0.15μm的范围、特别优选为0.05~0.12μm的范围。第二树脂层的厚度的范围优选为0.005~0.1μm的范围、更优选为0.01~0.07μm的范围、特别优选为0.01~0.05μm的范围。
[硬涂膜]
本发明的硬涂膜在基材膜的至少一面上具有第一硬涂层。硬涂膜可以仅在基材膜的一面具有第一硬涂层,也可以在基材膜的两面具有第一硬涂层。
本发明的硬涂膜优选在基材膜的两面上具有第一硬涂层。通过该构成,能够维持高透明性(雾度值小),并且能够进一步提高耐粘连性。在基材膜的两面上设置第一硬涂层时,优选在基材膜的两面上分别隔着上述树脂层而设置第一硬涂层。
另外,作为本发明的硬涂膜的其他优选方案,可举出在基材膜的一面上具有第一硬涂层、在基材膜的另一面上(即,在基材膜的与设置有第一硬涂层的面相反的面上)具有第二硬涂层的硬涂膜。
如后文所述,本发明的硬涂膜适合用作透明导电性膜的基底膜。由于透明导电性膜要求高透明性,所以优选基底膜(硬涂膜)的雾度值小。
从上述观点考虑,本发明的硬涂膜的雾度值优选为0.7%以下,更优选为0.5%以下,特别优选为0.3%以下。下限的雾度值越小越优选,故而没有特别限定。
[第二硬涂层]
以下,对设置于基材膜的另一面上的第二硬涂层进行说明。
从确保高硬度的观点考虑,第二硬涂层的厚度优选为0.5μm以上,更优选为0.8μm以上,特别优选为0.9μm以上。第二硬涂层的铅笔硬度(JIS K5600-5-4(1999年))优选为F以上,更优选为H以上。上限为9H左右。
另一方面,从抑制硬涂膜的卷曲的观点考虑,第二硬涂层的上限的厚度优选小于4.0μm,更优选小于3.0μm,特别优选小于2.0μm。
如上所述,从减小硬涂膜的雾度值的观点考虑,第二硬涂层的表面优选平滑且清晰(clear)。即,第二硬涂层的表面的中心线平均粗糙度(Ra2)优选为20nm以下,更优选为15nm以下,特别优选为13nm以下。下限没有特别限定,实际中为0.1nm左右。
对于第二硬涂层而言,为了使第二硬涂层表面的中心线平均粗糙度(Ra2)为20nm以下,第二硬涂层优选实质上不含平均粒径为0.5μm以上的粒子。此处,所谓第二硬涂层实质上不含平均粒径为0.5μm以上的粒子,是指不是有目的地向用于形成第二硬涂层的涂布液(例如,活性能量射线固化性组合物)中添加平均粒径为0.5μm以上的粒子。需要说明的是,第二硬涂层所含的粒子的平均粒径通过与第一硬涂层所含的粒子的平均粒径的测定方法相同的方法求出。
优选的是,在第二硬涂层的表面上不存在由粒子或粒子凝集体形成的突出部。第二硬涂层可以含有平均粒径小于0.5μm的粒子,但从上述观点考虑,优选对第二硬涂层中含有的粒子的平均粒径进行调整。
第二硬涂层中含有粒子时,粒子的平均粒径优选为0.2μm以下、更优选为0.1μm以下。关于这样的粒子的含量,相对于第二硬涂层的固态成分总量100质量%为0.1~15质量%的范围是合适的,更优选为0.5~10质量%的范围,特别优选为1~8质量%的范围。
第二硬涂层最优选完全不含有粒子。
对于第二硬涂层而言,作为树脂,优选包含热固性树脂或活性能量射线固化性树脂,特别优选包含活性能量射线固化性树脂。这里,所谓活性能量射线固化性树脂,是指利用紫外线、电子射线等活性能量射线进行聚合固化的树脂。
作为用于获得活性能量射线固化性树脂的聚合性化合物,可使用与上述在第一硬涂层中说明过的化合物相同的化合物。另外,活性能量射线固化性树脂的含量也与上述第一硬涂层中的含量相同。
与第一硬涂层同样,第二硬涂层优选如下形成:采用湿涂法涂布含有聚合性化合物的活性能量射线固化性组合物,根据需要进行干燥后,照射活性能量射线,进行固化,由此形成。
用于形成第二硬涂层的活性能量射线固化性组合物优选含有光聚合引发剂。所述光聚合引发剂,可使用与用于形成上述第一硬涂层的活性能量射线固化性组合物所含有的光聚合引发剂相同的物质。另外,光聚合引发剂的含量也与用于形成上述第一硬涂层的活性能量射线固化性组合物中的含量相同。
第二硬涂层的折射率的范围优选为1.48~1.54的范围、更优选为1.50~1.54的范围。可通过如下方式获得折射率为1.48~1.54的范围的第二硬涂层,所述方式为:采用湿涂法涂布上述活性能量射线固化性组合物,根据需要进行干燥后,照射活性能量射线,进行固化,由此形成第二硬涂层。
为了增强基材膜与第二硬涂层的密合性,优选使上述树脂层存在于基材膜与第二硬涂层之间。设置于基材膜与第二硬涂层之间的树脂层的折射率的范围优选为1.55~1.61的范围,更优选为1.56~1.60的范围,特别优选为1.57~1.59的范围。由此,能够使硬涂膜的反光颜色接近中性的无色。
作为本发明的硬涂膜的优选方案,可举出下述方案:在折射率为1.62~1.70的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的一面上,隔着折射率为1.55~1.61的树脂层而层合折射率为1.48~1.54的第一硬涂层,并且,在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的另一面上,隔着折射率为1.55~1.61的树脂层而层合折射率为1.48~1.54的第二硬涂层。
另外,对于在上述优选的硬涂膜的至少一方的硬涂层上隔着后述的折射率调整层而形成有经图案化的透明导电膜而得到的透明导电性膜而言,可有效抑制所谓的“图案可见(日语为:骨見え)”(其是指经图案化的透明导电膜的图案部可目视辨认)。
[透明导电性膜]
本发明的硬涂膜适合用作透明导电性膜的基底膜。即,将本发明的硬涂膜用作基底膜的透明导电性膜是在本发明的硬涂膜的至少一面上层合透明导电膜而成的。
透明导电膜可以仅层合在本发明的硬涂膜的任一面上,也可以层合在两面上。
以下,例举将本发明的硬涂膜用作基底膜的透明导电性膜的几个构成例,但本发明并不限定于这些。
i)第一硬涂层/树脂层/基材膜/树脂层/第一硬涂层/透明导电膜
ii)透明导电膜/第一硬涂层/树脂层/基材膜/树脂层/第一硬涂层/透明导电膜
iii)第一硬涂层/树脂层/基材膜/树脂层/第二硬涂层/透明导电膜
iv)透明导电膜/第一硬涂层/树脂层/基材膜/树脂层/第二硬涂层
v)透明导电膜/第一硬涂层/树脂层/基材膜/树脂层/第二硬涂层/透明导电膜。
上述构成例中,i)或iii)是优选的。即,从确保透明导电膜的层合工序、加工工序中的硬涂膜的耐粘连性的观点考虑,优选在一方的第一硬涂层上不层合透明导电膜而使该第一硬涂层露出。
另外,进一步优选的是,层合透明导电膜的面的硬涂层比较平滑且清晰。因此,在i)或iii)的构成例中,第一硬涂层表面的中心线平均粗糙度Ra1或第二硬涂层的表面的中心线平均粗糙度Ra2优选为20nm以下,更优选为15nm以下,特别优选为13nm以下。
[透明导电膜]
作为形成透明导电膜的材料,可举出例如氧化锡、氧化铟、氧化锑、氧化锌、ITO(氧化铟锡)、ATO(氧化锑锡)等金属氧化物、金属纳米线(例如银纳米线)、碳纳米管。其中,可优选使用ITO。
从确保表面电阻值为103Ω/□以下的良好的导电性的观点考虑,透明导电膜的厚度优选为8nm以上,更优选为10nm以上。另一方面,若透明导电膜的厚度过大,则存在产生色感(着色)变强、透明性降低之类的不良情形的情况,因此,透明导电膜的厚度的上限优选为60nm以下、更优选为50nm以下、特别优选为40nm以下。
作为透明导电膜的形成方法,没有特别限定,可使用现有已知的方法。具体而言,可举出真空蒸镀法、溅射法、离子镀法等干式制膜法(气相制膜法)、或湿涂法。
如上所述地进行制膜而成的透明导电膜可以进行图案化。关于图案化,可根据透明导电性膜所适用的用途形成各种图案。需要说明的是,通过透明导电膜的图案化可形成图案部(在硬涂膜的表面上层合有透明导电膜的部分)和非图案部(在硬涂膜的表面上未层合透明导电膜的部分),作为图案部的形状,可举出例如条纹状、格子状等。
透明导电膜的图案化通常利用蚀刻进行。例如,利用光刻法、激光曝光法或印刷法在透明导电膜上形成图案状的抗蚀膜之后,进行蚀刻处理,由此将透明导电膜图案化。透明导电膜被图案化后,可用碱性水溶液剥离除去抗蚀膜。
作为蚀刻液,可以使用现有已知的蚀刻液。例如,可使用盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等无机酸、乙酸等有机酸、及它们的混合物、以及它们的水溶液。
作为可用于剥离除去抗蚀膜的碱性水溶液,可举出1~5质量%的氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液等。
[折射率调整层]
上述透明导电性膜的构成例中,透明导电膜可以直接层合在第一硬涂层或第二硬涂层上,但是优选在透明导电膜与第一硬涂层之间或透明导电膜与第二硬涂层之间存在折射率调整层。以下,对折射率调整层进行说明。
折射率调整层可以仅由1层构成,也可以为2层以上的层合构成。折射率调整层是具有下述功能的层,所述功能为:调整层合在其上的透明导电膜的反光颜色、透过色的功能,或抑制所谓的“图案可见”(其是指经图案化的透明导电膜的图案部可目视辨认)的功能。
作为折射率调整层的构成,可举出例如折射率为1.60~1.80的高折射率层的单层构成、折射率为1.30~1.55的低折射率层的单层构成,或者上述高折射率层与低折射率层的层合构成(低折射率层配置于透明导电膜侧)等。
上述高折射率层的折射率进一步优选为1.63~1.78的范围,更优选为1.65~1.75的范围。上述低折射率层的折射率进一步优选为1.35~1.53的范围,更优选为1.40~1.51的范围。
折射率调整层的厚度(为多层的层合构成时,是指总厚度)优选为0.2μm以下,更优选为0.15μm以下,特别优选为0.12μm以下,最优选为0.1μm以下。下限的厚度优选为0.03μm以上,更优选为0.04μm以上,特别优选为0.05μm以上,最优选为0.06μm以上。
高折射率层例如可如下形成:采用湿涂法涂布含有折射率为1.65以上的金属氧化物微粒的活性能量射线固化性组合物,根据需要进行干燥后,照射活性能量射线,进行固化,由此形成。此处,活性能量射线固化性组合物是在上述第一硬涂层中说明过的、至少含有活性能量射线固化性树脂和光聚合引发剂的组合物。
作为金属氧化物微粒,可举出钛、锆、锌、锡、锑、铈、铁、铟等的金属氧化物粒子。作为金属氧化物微粒的具体例子,可举出例如氧化钛、氧化锆、氧化锌、氧化锡、氧化锑、氧化铈、氧化铁、锑酸锌、氧化锡掺杂氧化铟(ITO)、锑掺杂氧化锡(ATO)、磷掺杂氧化锡、铝掺杂氧化锌、镓掺杂氧化锌、氟掺杂氧化锡等,这些金属氧化物微粒可以单独使用,也可以并用多种。上述金属氧化物微粒中,特别是氧化钛和氧化锆能够在不降低透明性的情况下提高折射率,故优选。
活性能量射线固化性组合物中的金属氧化物微粒的含量优选相对于活性能量射线固化性组合物的固态成分总量100质量%为30质量%以上、更优选为40质量%以上、特别优选为50质量%以上。上限优选为70质量%以下、更优选为60质量%以下。
低折射率层例如可如下形成:采用湿涂法涂布作为低折射率材料含有低折射率无机粒子和/或含氟化合物的活性能量射线固化性组合物,根据需要进行干燥后,照射活性能量射线,进行固化,由此形成。此处,活性能量射线固化性组合物是在上述第一硬涂层中说明过的、含有活性能量射线固化性树脂和光聚合引发剂的组合物。
作为低折射率无机粒子,优选二氧化硅、氟化镁等无机粒子。这些无机粒子进一步优选为中空状或多孔质的粒子。这样的低折射率无机粒子的含量相对于活性能量射线固化性组合物的固态成分总量100质量%优选为1~50质量%的范围,更优选为3~40质量%的范围,特别优选为5~35质量%的范围。
作为含氟化合物,可举出含氟单体、含氟寡聚物、含氟高分子化合物。此处,含氟单体或含氟寡聚物是在分子中具有上述烯键式不饱和基团和氟原子的单体或寡聚物。
作为含氟单体、含氟低聚物,可举出例如(甲基)丙烯酸-2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸-2,2,3,3,3-五氟丙酯、(甲基)丙烯酸-2-(全氟丁基)乙酯、(甲基)丙烯酸-2-(全氟己基)乙酯、(甲基)丙烯酸-2-(全氟辛基)乙酯、(甲基)丙烯酸-2-(全氟癸基)乙酯、(甲基)丙烯酸-β-(全氟辛基)乙酯等含氟(甲基)丙烯酸酯类,二(α-氟丙烯酸)-2,2,2-三氟乙基乙二醇酯、二(α-氟丙烯酸)-2,2,3,3,3-五氟丙基乙二醇酯、二(α-氟丙烯酸)-2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基乙二醇酯、二(α-氟丙烯酸)-2,2,3,3,4,4,5,5,5-九氟戊基乙二醇酯、二(α-氟丙烯酸)-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-十一氟己基乙二醇酯、二(α-氟丙烯酸)-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-十三氟庚基乙二醇酯、二(α-氟丙烯酸)-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛基乙二醇酯、二(α-氟丙烯酸)-3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛基乙二醇酯、二(α-氟丙烯酸)-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-十七氟壬基乙二醇酯等二(α-氟丙烯酸)氟烷基酯类。
作为含氟高分子化合物,可举出例如将含氟单体与用于赋予交联性基团的单体作为结构单元的含氟共聚物。作为含氟单体单元的具体例子,包括例如氟烯烃类(例如氟乙烯、偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟乙烯、六氟丙烯、全氟-2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯等)、(甲基)丙烯酸的部分或完全氟化烷基酯衍生物类(例如Viscoat 6FM(大阪有机化学制)、M-2020(DAIKIN制)等)、完全或部分氟化乙烯基醚类等。作为用于赋予交联性基团的单体,除了像甲基丙烯酸缩水甘油酯那样在分子内事先具有交联性官能团的(甲基)丙烯酸酯单体以外,还可举出具有羧基、羟基、氨基、磺酸基等的(甲基)丙烯酸酯单体(例如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟甲酯、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、丙烯酸烯丙酯等)。
含氟化合物的含量优选相对于活性能量射线固化性组合物的固态成分总量100质量%为5~50质量%的范围,更优选为10~45质量%的范围,特别优选为15~40质量%的范围。
[触摸面板]
以本发明的硬涂膜为基底膜的透明导电性膜可优选用作触摸面板的构成部件之一。
电阻膜式触摸面板通常为上部电极和下部电极隔着间隔板进行配置的构成,以本发明的硬涂膜为基底膜的透明导电性膜可以用于上部电极和下部电极中的任一方或两方。
另外,静电电容式触摸面板通常由经图案化的X电极和Y电极构成,以本发明的硬涂膜为基底膜的透明导电性膜可以用于X电极和Y电极中的任一方或两方。
本发明的硬涂膜适合用作静电电容式触摸面板的透明导电性膜的基底膜。
对于用于触摸面板的透明导电性膜而言,要求透明性及加工性(耐粘连性)良好,以本发明的硬涂膜为基底膜的透明导电性膜能够充分满足上述特性。
实施例
以下,通过实施例更详细地说明本发明,但本发明并不受这些实施例的限定。需要说明的是,本实施例中的测定方法和评价方法如下所述。
(1)各层的折射率的测定
使用旋涂机将各涂布液涂布在硅晶片上,形成涂布膜(干燥厚度约2μm),针对所得到的涂布膜,在25℃的温度条件下使用相位差测定装置(尼康(株)制:NPDM-1000)测定589nm的折射率。
另外,对于基材膜(PET膜)的折射率,按照JIS K7105(1981),使用阿贝折射仪测定589nm的折射率。
(2)树脂层的厚度的测定
将层合有树脂层的基材膜的截面切成超薄切片,通过利用RuO4染色、OsO4染色、或二者的双重染色的超薄切片染色法,使用TEM(透射型电子显微镜)在截面结构可目视的以下条件下进行观察,由其截面照片测定树脂层的厚度。需要说明的是,测定部位为不存在粒子的部分。需要说明的是,对5个部位进行测定,将其平均值作为树脂层的厚度。
·测定装置:透射型电子显微镜(日立(株)制H-7100FA型)
·测定条件:加速电压100kV
·试样调整:冷冻超薄切片法
·倍率:30万倍。
(3)第一及第二硬涂层、高折射率层、低折射率层的厚度的测定
将硬涂膜的截面切成超薄切片,使用TEM(透射型电子显微镜)以100kV的加速电压进行观察(以1~30万倍的倍率进行观察),由其截面照片测定厚度。需要说明的是,对于第一硬涂层那样在表面具有突出部的层而言,为不存在突出部的部分的厚度。厚度的测定在5个部位进行,将其平均值作为厚度。
(4)第一硬涂层中含有的粒子的平均粒径的测定
使用TEM(透射型电子显微镜)观察(约1万~10万倍)第一硬涂层的截面,由其截面照片,测量随机选择的30个粒子(此处,所谓粒子(在粒子形成粒子聚集体时,为形成粒子聚集体的各个粒子),是指在利用TEM进行的观察中,视觉上无法进行更进一步细分化的一块。在这层意义上,粒子可采取初级粒子的形态或多个初级粒子紧密凝集而成的次级粒子的形态(以无法辨别初级粒子的程度进行紧密凝集的形态)。)各自的最大长度,对它们进行平均,将所得的值作为粒子的平均粒径。
(5)树脂层中含有的粒子的平均粒径的测定
使用SEM(扫描型电子显微镜)以一万倍的倍率观察层合于基材膜上的树脂层(易粘接层)表面,将粒子的图像(由粒子带来的光的深浅)连结至图像分析仪(例如CAMBRIDGE INSTRUMENT制QTM900),改变观察部位,读取数据,当成为总粒子数5000个以上时进行下述数值处理,将由其求出的数平均粒径d作为平均粒径(直径)。
·d=∑di/N
此处,di为粒子的等效圆直径(具有与粒子的截面积相同的面积的圆的直径),N为个数。
(6)第一及第二硬涂层的表面的中心线平均粗糙度Ra的测定
基于JIS B0601(1982),使用触针式表面粗糙度测量仪SE-3400((株)小坂研究所制)进行测定。
<测定条件>
传送速度:0.5mm/s
评价长度:8mm
评定长度(cutoff value)λc:0.08mm。
(7)第一硬涂层表面中的突出部的个数及形成突出部的粒子个数的计量
准备硬涂膜的切割样品(20cm×15em),使用SEM(扫描型电子显微镜)随机拍摄(约1万~10万倍)该切割样品的第一硬涂层的表面中的5处,制作5张图像(表面照片)。然后,针对5张图像,分别计量存在于图像的4μm见方(面积为16μm2)的范围内的突出部的个数,取平均值。
另外,利用与上述相同的图像,针对全部突出部,对形成1个突出部的粒子个数进行计量,取平均值。
(8)第一硬涂层表面中的突出部的长度(L)的测定
对从上述(7)中拍摄的图像(表面照片)中随机选择的10个突出部的长度(L)进行测定,取平均值。
(9)第一硬涂层表面中的突出部的高度(T)的测定
准备硬涂膜的切割样品(20cm×15cm),使用TEM(透射型电子显微镜)对该切割样品的第一硬涂层的截面中5个部位进行拍摄(约1万~10万倍),制作5张截面照片。接下来,测定存在于5张截面照片中的所有突出部的高度,取平均值。
(10)硬涂膜的雾度值的测定
基于JIS K 7136(2000),使用日本电色工业(株)制的浊度计“NDH-2000”进行测定。测定时,以光入射至硬涂膜的设置有第一硬涂层的一侧表面的方式进行配置。
需要说明的是,对于在两面上设置有第一硬涂层的硬涂膜,以光入射至任一面的第一硬涂层表面的方式进行配置并测定。
(11)耐粘连性的评价
将硬涂膜的一个表面作为第一面,将另一个表面作为第二面。
将硬涂膜切断而制作2张片材(20cm×15cm)。以这2张片材的第一面与第二面相对的方式将这2张片材叠合。接下来,用玻璃板将叠合2张片材片而得到的试样夹持,放置约3kg的砝码,在50℃、90%(RH)的气氛下放置48小时。接下来,通过目视观察重叠面,对牛顿环的产生状况进行确认后,将两者剥离,按以下标准进行评价。
○(极其良好):剥离前未产生牛顿环,在剥离时不产生剥离声而轻轻剥离。
△(良好):剥离前一部分产生牛顿环,在剥离时产生小的剥离声而剥离。
×(不良):剥离前在整个面产生牛顿环,在剥离时产生大的剥离声而剥离。
(12)硬涂膜的反光颜色的目视评价
在硬涂膜的第二硬涂层的面上贴合黑粘合胶带(日东电工制“VINYL TAPE No.21特幅黑”),在暗室三波长荧光灯下通过目视对第一硬涂层的面的反光颜色进行观察,按照以下基准进行评价。
同样地,在硬涂膜的第一硬涂层的面上贴合黑粘合胶带(日东电工制“VINYL TAPE No.21特幅黑”),在暗室三波长荧光灯下通过目视对第二硬涂层的面的反光颜色进行观察,按照以下基准进行评价。
○:反光颜色为中性且几乎无色。
×:反光颜色呈现出着色。
需要说明的是,对于在两面上设置有第一硬涂层的硬涂膜,与上述同样地对每一面进行评价。
(13)透明导电膜图案的目视辨认性
将透明导电性膜放置于黑色的板上,按照以下标准评价能否通过目视来辨认透明导电膜的图案部。
○:不能目视辨认图案部。
×:能够目视辨认图案部。
接着,对在以下的实施例及比较例中使用的原料等进行说明。
<树脂层形成用涂布液>
(树脂层形成用涂布液a)
以固态成分质量比计,将26质量%的Tg(玻璃化温度)为120℃的聚酯树脂a、54质量%的Tg为80℃的聚酯树脂b、18质量%的三聚氰胺类交联剂、2质量%的粒子混合,制备水分散涂布液。
·聚酯树脂a:将43摩尔%的2,6-萘二甲酸、7摩尔%的间苯二甲酸-5-磺酸钠、50摩尔%的包含乙二醇的二醇成分共聚而得到的聚酯树脂
·聚酯树脂b:将38摩尔%的对苯二甲酸、12摩尔%的偏苯三酸、50摩尔%的包含乙二醇的二醇成分共聚而得到的聚酯树脂
·三聚氰胺类交联剂:三和化学(株)制的“NIKALAC MW12LF”
·粒子:平均粒径0.19μm的胶体二氧化硅。
(树脂层形成用涂布液b)
以固态成分质量比计,将80质量%的下述丙烯酸树脂、18质量%的三聚氰胺类交联剂、2质量%的粒子混合,制备水分散涂布液。
·丙烯酸树脂(由下述共聚组成形成的丙烯酸树脂)
·三聚氰胺类交联剂:三和化学(株)制的“NIKALAC MW12LF”
·粒子:平均粒径0.19μm的胶体二氧化硅。
<粒子分散液的制备>
(粒子分散液A)
将气相法二氧化硅(日本AEROSIL(株)的“AEROSIL OX50”,平均一次粒径为40nm)分散在有机溶剂(甲基异丁基酮)中,得到二氧化硅浓度为15质量%的分散液。作为分散装置,使用珠磨机。
接下来,在300质量份的上述分散液中,混合13.7质量份的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和1.7质量份的10质量%甲酸水溶液,于70℃搅拌1小时,然后,加入13.8质量份的氟化合物(H2C=CH-COO-CH2-(CF2)8F)和0.57质量份的2,2-偶氮二异丁腈后,于90℃加热搅拌60分钟,得到粒子分散液A(经表面处理过的二氧化硅粒子的分散液)。
(粒子分散液B)
将气相法二氧化硅(日本AEROSIL(株)的“AEROSIL OX50”,平均一次粒径为40nm)分散在有机溶剂(甲基异丁基酮)中,得到二氧化硅浓度为15质量%的分散液。作为分散装置,使用珠磨机。
接下来,在300质量份的上述分散液中,混合8质量份的KBM7103(信越化学(株)制,氟烷基烷氧基硅烷),于50℃加热搅拌1小时,得到粒子分散液B(经表面处理过的二氧化硅粒子的分散液)。
(粒子分散液C)
在100质量份的气相法二氧化硅(日本AEROSIL(株)的“AEROSIL OX50”,平均一次粒径为40nm)中,混合570质量份的有机溶剂(甲基异丁基酮)、17质量份的氟烷基烷氧基硅烷(信越化学(株)制的“KBM7103”),使用油漆搅拌器分散3小时。然后,将分散液于50℃加热搅拌1小时,得到粒子分散液C(经表面处理过的二氧化硅粒子的分散液)。
(粒子分散液D)
将气相法二氧化硅(日本AEROSIL(株)的“AEROSIL OX50”,平均一次粒径为40nm)分散在有机溶剂(甲基异丁基酮)中,得到二氧化硅浓度为15质量%的分散液。作为分散装置,使用珠磨机。
接下来,在300质量份的上述分散液中,混合3质量份的在分子中具有乙烯氧基的阴离子表面活性剂(第一工业制药(株)制:PLYSURF A212E),搅拌20小时,得到用表面活性剂处理过的粒子分散液D(经表面处理过的二氧化硅粒子的分散液)。
(粒子分散液E)
在150质量份的链状胶体二氧化硅(日产化学工业(株)的“有机二氧化硅溶胶MEK-ST-UP”,平均一次粒径为10~20nm)中,混合13.7质量份的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和1.7质量份的10质量%甲酸水溶液,于70℃搅拌1小时,然后,添加13.8质量份的氟化合物(H2C=CH-COO-CH2-(CF2)8F)及0.57质量份的2,2-偶氮二异丁腈后,于90℃加热搅拌60分钟,得到粒子分散液E(经表面处理过的二氧化硅粒子的分散液)。
(粒子分散液F)
在150质量份的链状胶体二氧化硅(日产化学工业(株)的“有机二氧化硅溶胶MEK-ST-UP”,平均一次粒径10~20nm)中,混合3质量份的在分子中具有乙烯氧基的阴离子表面活性剂(第一工业制药(株)制:PLYSURF A212E)并搅拌20小时,得到用表面活性剂处理过的粒子分散液F(经表面处理过的二氧化硅粒子的分散液)。
(粒子分散液G)
在100重量份的胶体二氧化硅(日产化学工业(株)的“有机二氧化硅溶胶MIBK-ST-L”,平均一次粒径为40nm)中添加5重量份的3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷,于50℃加热处理1小时,由此得到用3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷处理过的粒子分散液G(反应性二氧化硅的分散液)。其中,该处理并不包含在上文所定义的本发明的表面处理中。
(粒子分散液H)
直接使用胶体二氧化硅(日产化学工业(株)的“有机二氧化硅溶胶MEK-ST-2040”,平均一次粒径为170~230nm)。
(粒子分散液I)
将作为有机粒子的聚甲基丙烯酸甲酯粒子(综研化学(株)的PMMA粒子“MP系列”,平均一次粒径为700nm)分散在有机溶剂(甲基异丁基酮)中,得到粒子浓度为15质量%的分散液。作为分散装置,使用珠磨机。
[实施例1]
按下述要领制作硬涂膜。
<层合有树脂层的PET膜的制作>
将实质上不含外部添加粒子的PET颗粒(特性粘度为0.63dl/g)充分进行真空干燥后,供给至挤出机并于285℃熔融,由T字型喷嘴呈片状挤出,使用静电施加流延法缠绕在表面温度为25℃的镜面流延鼓上,使其冷却固化。将该未拉伸膜加热至90℃而沿长度方向拉伸3.4倍,制成单轴拉伸膜。在空气中对该单轴拉伸膜的两面实施电晕放电处理后,在单轴拉伸膜的两面上分别涂布树脂层涂布液a。
接下来,将在两面上分别涂布有树脂层涂布液a的单轴拉伸膜用夹具把持,导入预热区,于75℃的气氛温度进行干燥,使用辐射加热器(radiation heater)升温至110℃,再次于90℃进行干燥后,紧接着连续地在120℃的加热区中沿宽度方向拉伸3.5倍,然后在220℃的加热区中实施20秒热处理,制得完成了结晶取向的双轴拉伸PET膜。
如上述得到的层合有树脂层的PET膜的厚度为100μm,层合于两面的树脂层的厚度分别为0.09μm。另外,PET膜的折射率为1.65,层合于两面的树脂层的折射率分别为1.59。
需要说明的是,对于PET膜的折射率而言,测定PET膜(除了在两面上不层合树脂层之外,利用与上述同样的条件进行制造而得到)的折射率,将该值作为PET膜的折射率,。
<第一硬涂层的层合>
在上述得到的层合有树脂层的PET膜的一面的树脂层上,利用凹版涂布法涂布用于形成下述第一硬涂层的活性能量射线固化性组合物a,于90℃干燥后,照射400mJ/cm2的紫外线使其固化,形成第一硬涂层。该第一硬涂层的厚度为1.0μmm,折射率为1.51。
<活性能量射线固化性组合物a>
将40质量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、40质量份的氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物(根上工业(株)的“UN-901T”;在分子中包含9个聚合性官能团)、换算成固态成分为15质量份的粒子分散液A、5质量份的光聚合引发剂(Ciba Specialty Chemicals(株)制“IRGACURE(注册商标)184”)混合在有机溶剂(甲基异丁基酮)中,制备固态成分浓度为30质量%的组合物。
<第二硬涂层的层合>
接下来,在层合有树脂层的PET膜的另一面(与层合有第一硬涂层的面相反的面)的树脂层上,利用凹版涂布法涂布用于形成下述第二硬涂层的活性能量射线固化性组合物Z,于90℃干燥后,照射400mJ/cm2的紫外线使其固化,形成第二硬涂层。该第二硬涂层的厚度为1.5μmm,折射率为1.52。
<活性能量射线固化性组合物Z>
将48质量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、47质量份的氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物(根上工业(株)的“UN-901T”;在分子中包含9个聚合性官能团)、5质量份的光聚合引发剂(Ciba Specialy Chemicals(株)制“IRGACURE(注册商标)184”)混合在有机溶剂(甲基乙基酮)中,制备固态成分浓度为30质量%的组合物。
[实施例2]
将用于形成第一硬涂层的活性能量射线固化性组合物变更为下述组合物,除此之外,与实施例1同样地制作硬涂膜。该第一硬涂层的厚度为1.0μmm,折射率为1.51。
<活性能量射线固化性组合物b>
将40质量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、40质量份的氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物(根上工业(株)的“UN-901T”;在分子中包含9个聚合性官能团)、换算成固态成分为15质量份的粒子分散液B、5质量份的光聚合引发剂(Ciba Specialty Chemicals(株)制“IRGACURE(注册商标)184”)混合在有机溶剂(甲基异丁基酮)中,制备固态成分浓度为30质量%的组合物。
[实施例3]
将用于形成第一硬涂层的活性能量射线固化性组合物变更为下述组合物,除此之外,与实施例1同样地制作硬涂膜。该第一硬涂层的厚度为1.0μmm,折射率为1.51。
<活性能量射线固化性组合物c>
将40质量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、40质量份的氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物(根上工业(株)的“UN-901T”;在分子中包含9个聚合性官能团)、换算成固态成分为15质量份的粒子分散液C、5质量份的光聚合引发剂(Ciba Specialty Chemicals(株)制“IRGACURE(注册商标)184”)混合在有机溶剂(甲基异丁基酮)中,制备固态成分浓度为30质量%的组合物。
[实施例4]
将用于形成第一硬涂层的活性能量射线固化性组合物变更为下述组合物,除此之外,与实施例1同样地制作硬涂膜。该第一硬涂层的厚度为1.0μmm,折射率为1.51。
<活性能量射线固化性组合物d>
将40质量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、40质量份的氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物(根上工业(株)的“UN-901T”;在分子中包含9个聚合性官能团)、换算成固态成分为15质量份的粒子分散液D、5质量份的光聚合引发剂(Ciba Specialty Chemicals(株)制“IRGACURE(注册商标)184”)混合在有机溶剂(甲基异丁基酮)中,制备固态成分浓度为30质量%的组合物。
[实施例5]
将用于形成第一硬涂层的活性能量射线固化性组合物变更为下述组合物,除此之外,与实施例1同样地制作硬涂膜。该第一硬涂层的厚度为1.0μmm,折射率为1.51。
<活性能量射线固化性组合物e>
将40质量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、40质量份的氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物(根上工业(株)的“UN-901T”;在分子中包含9个聚合性官能团)、换算成固态成分为15质量份的粒子分散液E、5质量份的光聚合引发剂(Ciba Specialty Chemicals(株)制“IRGACURE(注册商标)184”)混合在有机溶剂(甲基异丁基酮)中,制备固态成分浓度为30质量%的组合物。
[实施例6]
将用于形成第一硬涂层的活性能量射线固化性组合物变更为下述组合物,除此之外,与实施例1同样地制作硬涂膜。该第一硬涂层的厚度为1.0μmm,折射率为1.51。
<活性能量射线固化性组合物f>
将40质量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、40质量份的氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物(根上工业(株)的“UN-901T”;在分子中包含9个聚合性官能团)、换算成固态成分为15质量份的粒子分散液F、5质量份的光聚合引发剂(Ciba Specialty Chemicals(株)制“IRGACURE(注册商标)184”)混合在有机溶剂(甲基异丁基酮)中,制备固态成分浓度为30质量%的组合物。
[比较例1]
将用于形成第一硬涂层的活性能量射线固化性组合物变更为下述组合物,除此之外,与实施例1同样地制作硬涂膜。该第一硬涂层的厚度为1.0μmm,折射率为1.51。
<活性能量射线固化性组合物g>
将35质量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、30质量份的氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物(根上工业(株)的“UN-901T”;在分子中包含9个聚合性官能团)、换算成固态成分为30质量份的粒子分散液G、5质量份的光聚合引发剂(Ciba Specialty Chemicals(株)制“IRGACURE(注册商标)184”)混合在有机溶剂(甲基异丁基酮)中,制备固态成分浓度为30质量%的组合物。
[比较例2]
将用于形成第一硬涂层的活性能量射线固化性组合物变更为下述组合物,除此之外,与实施例1同样地制作硬涂膜。该第一硬涂层的厚度为1.0μmm,折射率为1.51。
<活性能量射线固化性组合物h>
将40质量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、40质量份的氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物(根上工业(株)的“UN-901T”;在分子中包含9个聚合性官能团)、换算成固态成分为15质量份的粒子分散液H、5质量份的光聚合引发剂(Ciba Specialty Chemicals(株)制“IRGACURE(注册商标)184”)混合在有机溶剂(甲基异丁基酮)中,制备固态成分浓度为30质量%的组合物。
[比较例3]
将用于形成第一硬涂层的活性能量射线固化性组合物变更为下述组合物,除此之外,与实施例1同样地制作硬涂膜。该第一硬涂层的厚度为1.0μmm,折射率为1.52。
<活性能量射线固化性组合物i>
将40质量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、40质量份的氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物(根上工业(株)的“UN-901T”;在分子中包含9个聚合性官能团)、换算成固态成分为15质量份的粒子分散液I、5质量份的光聚合引发剂(Ciba Specialty Chemicals(株)制“IRGACURE(注册商标)184”)混合在有机溶剂(甲基异丁基酮)中,制备固态成分浓度为30质量%的组合物。
[比较例4]
在比较例3中,将第一硬涂层的厚度变更为2.0μm,除此之外,与比较例3同样地制成硬涂膜。
[比较例5]
在实施例1的层合有树脂层的PET膜的制作中,将树脂层形成用涂布液变更为树脂层形成用涂布液b,除此之外,与实施例1同样地制作在两面上层合有树脂层的PET膜。层合于PET膜的两面的树脂层的折射率分别为1.52,厚度分别为0.09μm。
<第一及第二硬涂层的层合>
在上述层合有树脂层的PET膜的一面上,与比较例1同样地层合第一硬涂层,在另一面上,与实施例1同样地层合第二硬涂层,制得硬涂膜。第一硬涂层的厚度为1.0μm,折射率为1.51,第二硬涂层的厚度为1.5μm,折射率为1.52。
[评价]
针对上述实施例及比较例中得到的硬涂膜,按照上述测定方法及评价方法,进行各项目的测定及评价。将其结果示于表1及表2。
需要说明的是,第二硬涂层表面的中心线平均粗糙度(Ra2)均为5nm。
需要说明的是,表1中“组合物”是指“活性能量射线固化性组合物”。另外,表2中,所谓突出部个数的“0.1以下”,是指在随机拍摄的5处中均未确认到突出部、但利用扫描型电子显微镜进行大范围观察时确认到了极少数的突出部的情形。需要说明的是,针对这样的样品,未进行突出部的长度(L)、高度(T)及突出部形成粒子个数的测定。
由表1及表2的结果可知,在本发明的全部实施例中,雾度值小,而且在第一硬涂层表面上,每4μm见方存在1个以上的由粒子聚集体形成的突出部,耐粘连性良好。
另外,本发明的实施例1~4中,均确认到每4μm见方存在1个以上的突出部的长度(L)为0.7μm以上的突出部。结果,实施例1~4中,耐粘连性极其良好。
另外,进一步在本发明的实施例1~4中,均确认到每4μm见方存在1个以上的形成突出部的粒子个数为20个以上的突出部。结果,实施例1~4中,耐粘连性极其良好。
另一方面,比较例1、2、5中,突出部为0.1个以下,得不到充分的耐粘连性。推测其原因在于,由于未对二氧化硅粒子或二氧化硅粒子聚集体实施本发明的表面处理,所以二氧化硅粒子聚集体没有充分地移动(上浮)至第一硬涂层表面附近。
比较例3中,对于第一硬涂层而言,平均粒径(r:μm)为0.5μm以上,且含有平均粒径(r:μm)与第一硬涂层的厚度(d:μm)的比率(r/d)大于0.5的粒子。该硬涂膜的耐粘连性虽然良好,但粒子的平均粒径(r:μm)和比率(r/d)超出本发明的范围,硬涂膜的雾度值大幅上升。
比较例4中,虽然将比较例3中的第一硬涂层的厚度(d:μm)增厚至2.0μm,并将平均粒径(r:μm)与第一硬涂层的厚度(d:μm)的比率(r/d)设为0.5以下,但硬涂膜的雾度值依然大。
由比较例3、4的结果可知,满足下述两个条件是重要的,所述两个条件是:平均粒径(r:μm)小于0.5μm;及平均粒径(r:μm)与第一硬涂层的厚度(d:μm)的比率(r/d)为0.5以下。
另外,如比较例3、4那样的雾度值高的硬涂膜并不适合用于要求高透明性的透明导电性膜的基底膜等。
比较例5中,由于树脂层的折射率不在1.55~1.61的范围内,所以硬涂膜的反光颜色呈现着色。
[实施例11~16]
在实施例1~6中得到的各硬涂膜的第二硬涂层的面上,依次层合下述高折射率层和低折射率层,然后在低折射率层上形成下述透明导电膜,制作用于静电电容式触摸面板的透明导电性膜。
<高折射率层的层合>
利用凹版涂布法涂布下述用于形成高折射率层的活性能量射线固化性组合物,于90℃进行干燥后,照射400mJ/cm2的紫外线使其固化,形成厚度为0.04μm的高折射率层。该高折射率层的折射率为1.65。
(用于形成高折射率层的活性能量射线固化性组合物)
将47质量份的作为活性能量射线固化性树脂的二季戊四醇六丙烯酸酯、50质量份的氧化锆、及3质量份的聚合引发剂(Ciba Specialty Chemicals(株)制“IRGACURE(注册商标)184”)分散·溶解在有机溶剂(丙二醇单乙基醚)中,进行制备。
<低折射率层的层合>
利用凹版涂布法涂布下述用于形成低折射率层的活性能量射线固化性组合物,于90℃干燥后,照射400mJ/cm2的紫外线使其固化,形成厚度为0.04μm的低折射率层。该低折射率层的折射率为1.46。
(用于形成低折射率层的活性能量射线固化性组合物)
将84质量份的作为活性能量射线固化性树脂的二季戊四醇六丙烯酸酯、14质量份的中空二氧化硅、单体的聚合引发剂(Ciba Specialty Chemicals(株)制“IRGACURE(注册商标)184”)2质量份分散·溶解在有机溶剂(甲基异丁基酮与丙二醇单乙基醚的质量比为1∶1的混合溶剂)中,进行制备。
<透明导电膜的层合>
采用溅射法层合ITO膜,使ITO膜的厚度成为22nm,图案加工(蚀刻处理)成格子状图案,形成透明导电膜。
[评价]
针对实施例11~16的透明导电性膜,对耐粘连性及透明导电膜图案的目视辨认性进行评价。其结果示于表3。
需要说明的是,对于透明导电性膜的耐粘连性的评价而言,在上述“(10)耐粘连性的评价”中,变更为以第一硬涂层的面与透明导电膜的面相对的方式进行重叠,除此以外,同样地进行评价。[表3]
对于实施例11~16的透明导电性膜而言,耐粘连性及透明导电膜图案的目视辨认性均良好。
[实施例21]
在实施例1中,在层合有树脂层的PET膜的两面上分别层合第一硬涂层,除此之外,与实施例1同样地制作硬涂膜。设置于层合有树脂层的PET膜的两面上的第一硬涂层的厚度分别为1.0μm。
[实施例22]
在实施例2中,在层合有树脂层的PET膜的两面上分别层合第一硬涂层,除此之外,与实施例2同样地制作硬涂膜。设置于层合有树脂层的PET膜的两面上的第一硬涂层的厚度分别为1.0μm。
[实施例23]
在实施例3中,在层合有树脂层的PET膜的两面上分别层合第一硬涂层,除此之外,与实施例3同样地制作硬涂膜。设置于层合有树脂层的PET膜的两面上的第一硬涂层的厚度分别为1.0μm。
[实施例24]
在实施例4中,在层合有树脂层的PET膜的两面上分别层合第一硬涂层,除此之外,与实施例4同样地制作硬涂膜。设置于层合有树脂层的PET膜的两面上的第一硬涂层的厚度分别为1.0μm。
[实施例25]
在实施例5中,在层合有树脂层的PET膜的两面上分别层合第一硬涂层,除此之外,与实施例5同样地制作硬涂膜。设置于层合有树脂层的PET膜的两面上的第一硬涂层的厚度分别为1.0μm。
[实施例26]
在实施例6中,在层合有树脂层的PET膜的两面上分别层合第一硬涂层,除此之外,与实施例6同样地制作硬涂膜。设置于层合有树脂层的PET膜的两面上的第一硬涂层的厚度分别为1.0μm。
[评价]
针对上述实施例21~26中得到的硬涂膜,按照上述测定方法及评价方法,进行各项目的测定及评价。其结果示于表4。
需要说明的是,实施例21~26中,对于设置于两面上的第一硬涂层的表面中的突出部的个数、长度(L)、高度(T)及形成突出部的粒子的个数而言,两面均为与实施例21~26所对应的实施例1~6几乎相同程度的结果(与表2中的实施例1~6相同程度的结果)。
实施例21~26中,雾度值均小,耐粘连性均良好。
[实施例31~36]
在实施例21~26中得到的各硬涂膜的一面的第一硬涂层的面上,依次层合下述高折射率层和低折射率层,然后在低折射率层上形成下述透明导电膜,制作用于静电电容式触摸面板的透明导电性膜。
<高折射率层的层合>
利用凹版涂布法涂布下述用于形成高折射率层的活性能量射线固化性组合物,于90℃干燥后,照射400mJ/cm2的紫外线使其固化,形成厚度为0.03μm的高折射率层。该高折射率层的折射率为1.70。
(用于形成高折射率层的活性能量射线固化性组合物)
将37质量份的作为活性能量射线固化性树脂的二季戊四醇六丙烯酸酯、60质量份的氧化锆、及3质量份的光聚合引发剂(Ciba Specialty Chemicals(株)制“IRGACURE(注册商标)184”)分散·溶解在有机溶剂(丙二醇单乙基醚)中,进行制备。
<低折射率层的层合>
利用凹版涂布法涂布下述用于形成低折射率层的活性能量射线固化性组合物,于90℃干燥后,照射400mJ/cm2的紫外线使其固化,形成厚度为0.04μm的低折射率层。该低折射率层的折射率为1.51。
(用于形成低折射率层的活性能量射线固化性组合物)
将88质量份的作为活性能量射线固化性树脂的二季戊四醇六丙烯酸酯、换算成固态成分为10质量份的胶体二氧化硅(日产化学工业(株)的有机二氧化硅溶胶“MIBK-SD-L”,平均粒径为45nm)、2质量份的作为聚合引发剂的寡聚物型光聚合引发剂(LAMBERTI公司制的Esacure One;聚[2-羟基-2-甲基-1-〔4-(1-甲基乙烯基)苯基〕丙酮])分散·溶解在有机溶剂(甲基异丁基酮与丙二醇单乙基醚的质量比为1∶1的混合溶剂)中,进行制备。
<透明导电膜的层合>
采用溅射法层合ITO膜,使ITO膜的厚度成为20nm,图案加工(蚀刻处理)成格子状图案,形成透明导电膜。
[评价]
针对实施例31~36的透明导电性膜,对耐粘连性及透明导电膜图案的目视辨认性进行评价。其结果示于表5。
需要说明的是,对于透明导电性膜的耐粘连性的评价而言,在上述“(10)耐粘连性的评价”中,变更为以另一面的第一硬涂层的面与透明导电膜的面相对的方式重叠,除此以外,同样地进行评价。
[表5]
对于实施例31~36的透明导电性膜,耐粘连性及透明导电膜图案的目视辨认性均良好。
附图标记说明
1 粒子
2 基材膜
3 第一硬涂层
10 粒子聚集体
11 突出部
1a 次级粒子
1b 初级粒子
T 突出部的高度
L 突出部的长度